華東師範大學休閒文旅產業研究院揭牌 聚焦休閒與多領域交叉融合
2025-11-26 14:30 4,425次浏览北京8月4日電 (記者 孫自法)在生命科學領域，基因組編輯技術的迅速發展和廣泛應用，為基礎研究和應用開發提供強大的技術支撐。不過，大片段DNA(脫氧核糖核酸)編輯一直面臨重大挑戰，對數千乃至數百萬鹼基的精準操縱更是基因編輯領域的核心難題，備受關注。 育種和基因治療有巨大應用潛力 來自中國科學院遺傳與發育生物學研究所(遺傳發育所)的消息說，該所高彩霞研究員團隊最新研發出一種新型可編程的染色體編輯技術(Programmable Chromosome Engineering，PCE)。該技術在動植物中實現了從千鹼基到兆鹼基級別DNA的多類型染色體精準操縱，顯著提升了真核生物基因組的操縱尺度和能力。 利用大片段DNA精準操縱技術，研究人員不僅能實現多基因疊加編輯，還可通過操控基因組結構變異，為作物性狀改良和遺傳疾病治療開闢新路徑。同時，該技術有望推動新型育種策略的發展，例如通過操縱遺傳連鎖、調控重組頻率實現育性控制，以及消除連鎖累贅，充分釋放野生種質資源中優異等位基因的育種潛力。此外，精準染色體編輯技術的突破將加速人工染色體構建，在合成生物學等新興領域也有重要的應用前景。 本項研究PCE系統的開發和精準染色體編輯示意圖。中國科學院遺傳發育所 供圖 這項攻克大片段DNA精準編輯的重要成果論文，北京時間8月4日深夜在國際知名學術期刊《細胞》(Cell)上線發表。審稿人評價認為，中國團隊發表的研究工作，代表了基因工程領域的重大突破，在育種和基因治療方面具有巨大的應用潛力。 系統應用受到3個關鍵問題制約 論文通訊作者高彩霞研究員介紹說，以基因編輯工具CRISPR及其衍生技術為代表的編輯系統，通過可編程的嚮導RNA(核糖核酸)引導Cas9等核酸酶靶向基因組特定位點，已廣泛應用於特定鹼基和短片段DNA的精準編輯。但針對大片段DNA編輯，現有工具在編輯效率、尺度、精準性及類型多樣性等方面仍存在明顯不足。 研究團隊發現，位點特異性重組酶(Cre-Lox)系統具有染色體水平DNA操縱潛力，其原理是在基因組中引入Lox序列後，由Cre重組酶介導Lox位點之間的DNA重組來實現全基因組範圍內的遺傳操縱。 然而，Cre-Lox系統的應用受到3個關鍵問題的制約：Lox位點固有的對稱性導致重組反應可逆，不利於目的編輯的發生；Cre酶作為四聚體工作，提升其活性的工程改造難度高；重組後特異性位點殘留，影響編輯的精準性。 構建兩個可編程染色體編輯系統 高彩霞指出，為逐一突破上述限制，在本項研究中，研究團隊構建出系統性技術路徑：首先，開發高通量重組位點快速改造平臺，並提出不對稱Lox位點設計原則，成功創製新型Lox變體，保持高效重組效率的同時將可逆重組活性降低至陰性對照水平。 其次，基於研究團隊此前自主開發的融合蛋白通用逆摺疊模型、結構與進化約束信息的蛋白定向進化平臺AiCE，實現對Cre蛋白多聚化界面的精準優化，獲得重組效率提升至3.5倍的工程化Cre蛋白變體。 最後，研究團隊創建並優化了重組酶的無痕編輯策略Re-pegRNA，利用引導編輯器的高效編輯特性，通過設計特異性pegRNA對重組後殘留的Lox位點進行「重引導編輯」，將其精準替換為原有基因組序列。 通過這三項技術的集成優化，研究團隊成功構建PCE與RePCE兩個可編程染色體編輯系統，可對不同Lox位點的插入位置和方向進行靈活編程，實現鹼基從千比特(kb)到兆比特(Mb)尺度的大片段DNA精準無痕操縱。 研究團隊表示，他們在動植物細胞中，利用新研發的系統已成功實現18.8 kb超大片段DNA的定點整合、5 kb序列的定向替換、12 Mb的染色體倒位、4 Mb的染色體刪除及整條染色體的易位。他們還利用新型大片段DNA精準操縱技術，成功創製含315 kb精準倒位的抗除草劑水稻種質，展示出其廣泛應用前景。 據了解，AiCE成果7月上旬已在線發表於《細胞》，並將與此次研究成果以背靠背形式於8月下旬在《細胞》紙質版正式刊出。(完)
前有土撥鼠「搶走」無人機，今有土撥鼠「偷走」車鑰匙，憨態可掬的土撥鼠又出來搗亂了？8月3日，有網友在社交平臺分享一段視頻，稱他們在川西旅遊時，遇到當地的土撥鼠將車鑰匙「拔走」，幸好有當地的村民一起幫著尋找。這名網友配文稱，「車鑰匙被土撥鼠拔走了，哈哈哈哈，還好有村民一起幫忙找。」 4日上午，記者聯繫到視頻發布者「狗哥」(網名)，他說土撥鼠「拔走」車鑰匙的事情發生在8月2日下午，當天，他和朋友們開車，在甘孜州理塘縣格聶鎮下則通村附近，被土撥鼠「拔走」車鑰匙，並叼回了洞內，現場還有很多村民一起掘地三尺幫忙尋找。 土撥鼠還能「拔走」車鑰匙？這段視頻發布後，有網友在評論區發出疑問，質疑土撥鼠怎麼可能「拔走」車鑰匙。對於這一問題，「狗哥」告訴記者，「拔走」車鑰匙是他發視頻時候誇張的說法，實際上是車主的車鑰匙放在衣服上，然后土撥鼠順勢叼走了鑰匙，並非直接從車上「拔走」。 有網友質疑，「狗哥」所拍的視頻缺少土撥鼠的畫面，懷疑視頻內容的真實性，對此，「狗哥」說，視頻確實是他拍的，也是真實發生的，而在鑰匙被土撥鼠叼走後，當地村民自發地幫忙一起尋找，但當天並未找到，「車主是我朋友，他的越野車可以用手機操控，沒有車鑰匙的話，也可以駕駛。」同時，他告訴記者，當時土撥鼠叼走鑰匙的場景，由於速度很快，沒來得及拍攝，「但是事情是真實的。」 記者注意到，「狗哥」所發視頻已有50多萬點讚，有接近20萬轉發量。而在4日下午，該視頻被刪除。 同時，在另外一段網友發布的視頻中，遊客自稱車鑰匙丟失後，當地村民幫忙挖洞尋找鑰匙。網友配文稱，村書記都在幫忙找鑰匙了，並說這是「川西自駕遊最懷念的一次」。記者私信該網友，截至發稿前未獲得回復。 4日上午，記者通過理塘縣政府公開的聯繫方式，與下則通村電話取得聯繫，該村一名男性工作人員告訴記者，「是的，有這麼一件事，現在已經找到了，鑰匙是昨天找到的。」這位工作人員說，當地土撥鼠確實較常見，事發當天村民們從土撥鼠挖的土裡尋回了車鑰匙。 華西都市報-封面新聞記者 宋瀟
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