「民生路」連接「中非情」
2025-11-06 14:07 9,527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)
成都8月10日電 題：一根拔河繩聯通世界：世運健兒從角力到相擁 作者 王利文 成都世運會拔河賽場上，一根長35米、周長12.5釐米的麻繩點燃全場，被運動員們緊緊攥住。當哨聲響起，繩索不僅是兩端力量的碰撞，更成為交心的橋梁，聯通的是競技，也是團結。 拔河是1981年首屆世運會以來的保留項目，但不同於常見的硬地拔河，世運會拔河在室外天然草皮進行。草地拔河遠不止一起使勁兒那麼簡單，高水平隊伍就如一個人在比賽，每個人的力量都要用在一個方向上，還要做到動作和發力時間節點高度一致。 8月9日，2025年成都世運會男子室外拔河640公斤級決賽在東安湖體育公園中央廣場進行，英國隊勝瑞士隊奪得冠軍。 記者 劉忠俊 攝 滿頭銀髮的英國老將理察·約翰·基特利(Richard John Keightley)從事拔河運動已有54年，「8月23日我就72歲了，但每周訓練、周末比賽從未間斷。」在640公斤級比賽中，英國隊戰勝瑞士隊奪冠，賽場上他看著隊友們的肩膀同步起伏，繩索上的中心點正一寸寸挪向己方。 在英國，拔河是社區生活的重要部分，也是鄰裡增進情誼的契機。理察所在的隊伍，隊員來自不同行業，因對拔河的熱愛相聚。雖年歲已高，他依然在團隊中承擔後勤與訓練指導工作，為年輕隊員傳授技巧。這份堅守與付出背後，藏著幾代人的集體記憶。 拔河運動在歐洲盛行。荷蘭選手杰倫·尼烏文赫伊斯(Jeroen Nieuwenhuis)用粗糙的大手摩挲繩索，白天務工、晚間三小時訓練成為他的日常。荷蘭拔河民眾基礎深厚，隊伍尤重技巧傳承。在他眼中，這項運動是力量與技巧的博弈：「快則十秒決勝負，慢則十分鐘磨意志。」 8月9日，2025年成都世運會男子室外拔河640公斤級決賽在東安湖體育公園中央廣場進行，拔河比賽吸引眾多觀眾。 記者 劉忠俊 攝 瑞士拔河運動員斯文·格拉尼(Sven Grani)分享道，拔河遠比看上去複雜，背後是團隊大量付出與協作。從氣溫低的家鄉來到成都，隊友們共同適應著溼熱天氣，彼此調整站位，一個眼神便知何時該收力或迸發。 德國教練斯特凡·海曼(Stefan Heimann)介紹，德國拔河歷史悠久，本國老牌俱樂部傳承下來的不僅是技巧，更是精神。他帶領的隊伍由五家俱樂部成員組成，克服了初期溝通與磨合難關，賽場之上憑藉團隊協作精準發力。「訓練中磨合出的默契，早已超越勝負本身。」 8月9日，2025年成都世運會男子室外拔河640公斤級決賽在東安湖體育公園中央廣場進行，看臺上觀眾為拔河參賽隊員們加油吶喊。 記者 劉忠俊 攝 在成都，繩索串聯起的不僅是競技。賽場外各種語言的助威聲迭起，與成都市民「兄弟夥，雄起」的方言呼聲交織碰撞；比賽之餘，運動員們圍坐討教溼熱天氣裡保持握力的訣竅，分享應對草皮溼滑的妙招；鏡頭前，大家肩並肩合影，笑著約好賽後同遊成都。繩索兩端的「對手」，此刻早已成了惺惺相惜的夥伴。 儘管擁有悠久的硬地拔河傳統，但中國因草地拔河起步較晚且競技水平有限缺席了此次角逐。不過，中國隊同樣通過世運會的繩索與世界聯通。中國拔河協會會長何珍文表示，承辦此次世運會意義重大，中國可藉此了解世界拔河運動發展動態、學習先進技術和辦賽經驗，吸引更多人參與其中。 「中心點會移動，但我們的手，始終握著同一根繩子。」德國教練斯特凡·海曼的話道出了這項運動的真諦。輸贏之外，這根繩索成為一道柔軟的橋，讓不同膚色、職業、語言的人們，通過體育找到對熱愛與團結的共鳴。(完)
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