奮起·洪流｜沈希約：「代替而來的將是光明」
2026-03-14 11:02 3,297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)
記者從北京公安交管部門獲悉，為保障專項活動安全順利，8月15日至17日決定對天安門地區及相關道路分時、分段採取臨時交通管理措施。具體措施如下： 一、8月15日22時至活動結束，天安門廣場東側路、西側路，人大會堂西路，新大路，西華門路口(不含)經西華門大街、西筒子河路、東筒子河路、東華門大街至東華門路口(不含)，除持有活動專用證件的車輛和人員外，禁止其他車輛和行人通行。社會車輛可經正義路、石碑胡同、北新華街繞行。 二、8月16日3時至活動結束，8月17日10時至活動結束，昌平南口地區溫南路、昌流路相關路段，除持有活動專用證件的車輛外，禁止其他車輛通行。 三、8月16日15時至活動結束，天安門前金水橋以北、故宮午門以南地區，中山公園，勞動人民文化宮，故宮及神武門外廣場，除持有活動專用證件的車輛和人員外，禁止其他車輛和行人通行。 四、8月16日16時至活動結束，長安街由復興門橋(不含)至國貿橋(不含)，禁止機動車上、下乘客，禁止非機動車通行。 五、8月16日16時50分至活動結束，8月17日1時30分至活動結束，西大望路由紅廟路口(不含)至大望橋(不含)，光華路由針織路口(不含)至光華路東口，除持有活動專用證件的車輛和人員外，禁止其他車輛和行人通行。 六、8月16日17時30分至活動結束，由府右街北口經府右街、北新華街至和平門路口向東，經前三門大街至崇文門路口，經北京站西街(不含南側半幅)、北京站東街(不含南側半幅)至北京站東街東口(不含)向北，經東二環西側輔路(不含)至金寶街東口(不含)向西，經金寶街、金魚胡同、東安門大街、東華門大街至東華門路口向北，經北池子大街、景山前街、文津街至府右街北口以內區域；長安街由府右街南口至復興門橋(不含)；建國門外大街由建國門橋至國貿橋(不含)；除持有活動專用證件的車輛外，禁止其他車輛通行。區域內持有效證件的居民和持有活動專用證件的人員按指定路線進入。 七、8月16日17時30分至活動結束，東華門大街，北河沿大街(沙灘路口至東華門大街東口)，景山東街，景山西街，景山后街，北海南門停車場，宣武門東大街，前門西大街，前門東路、前門步行街，煤市街，前門東大街，崇文門西大街，正陽市場停車場，南新華街，祈年大街，東打磨廠街，除持有活動專用證件的車輛外，禁止其他車輛通行和停放。 八、8月16日18時至活動結束，東二環路由朝陽門橋(不含)至東便門橋(不含)，除持有活動專用證件的車輛和人員外，禁止其他車輛和行人通行。社會車輛可經東四十條橋、廣渠門橋向東、向西繞行。 九、8月17日0時30分至活動結束，復興門橋，復興門外大街，復興路由木樨地橋至新興橋(不含)，除持有活動專用證件的車輛和人員外，禁止其他車輛和行人通行。社會車輛可經廣安路，紫竹院路，西直門外大街繞行。 十、8月17日1時至活動結束，西二環路由復興門橋至官園橋(不含)南向北主、輔路，除持有活動專用證件的車輛和人員外，禁止其他車輛和行人通行。 十一、8月17日1時10分至活動結束，平安裡西大街，地安門西大街，地安門東大街，張自忠路至東四十條橋，除持有活動專用證件的車輛外，禁止其他車輛通行。 十二、8月17日1時30分至活動結束，東二環路由東直門橋(不含)至東便門橋(不含)，除持有活動專用證件的車輛和人員外，禁止其他車輛和行人通行。 十三、8月17日1時40分至活動結束，工人體育場北路，農展館南路，朝陽公園南路，甜水園街，金臺路，除持有活動專用證件的車輛外，禁止其他車輛通行。 十四、前往北京站的人員和社會車輛在交通管控時間內，可由東二環路東便門橋經崇文門東大街、北京站西街、北京站東街、東二環路單向循環通行。 請社會單位及各界群眾提前安排好出行時間和路線並給予理解支持，遵照執行。 (總臺央視記者 趙學榮)
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