從田間到「指尖」：陝西渭南打造現代農業「智慧樣板間」
2025-10-25 06:31 7,532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)
廣州8月13日電 (方偉彬 馬卓爾 王驍)記者13日獲悉，廣東省高級人民法院、廣東省生態環境廳、中國人民銀行廣東省分行12日聯合印發《關於推進碳排放配額擔保助力綠色金融發展的若干意見》，在全國範圍內首次為碳排放配額質押融資提供系統化的司法保障。 據廣東高院介紹，今後，廣東企業手裡的「碳指標」融資變現有了更多層制度保障。一直以來，碳排放配額質押怎麼登記、違約後怎麼處置，一直缺乏明確規則，導致金融機構「不敢貸」、企業「貸不到」。 此次出臺的《意見》從爭議處置、減排激勵、評估監督到擔保創新等多方面，提出了13條具體規定，有效破解了規則分散、風控薄弱等關鍵瓶頸，系統性打通碳資產金融化堵點。這一創新舉措標誌著廣東在構建統一、活躍的碳金融市場上邁出關鍵一步，將進一步推動廣東綠色金融的發展，助力實現「雙碳目標」。 《意見》為降低碳排放配額質押融資爭議風險，明確碳排放配額屬於合法質押標的，在省級交易平臺完成登記後，就產生法律效力。為堵住質押漏洞，《意見》明確「人民銀行動產融資統一登記公示系統＋省級交易平臺」雙登記模式，通過交易平臺實時凍結功能防止資產轉移風險。 《意見》還明確要加強司法服務與保障，依法最大限度維護碳排放配額質押合同效力，從嚴認定合同無效情形，規定了「訴前協商優先，司法訴訟託底」的維權機制，協商不成的，法院將依法支持當事人通過訴訟實現權利。 《意見》鼓勵金融機構對符合碳減排支持範圍的項目「敢貸」「多貸」。針對債務人違約處置，《意見》創新設置交易平臺競價、價款代收代付機制，保障金融機構作為質權人的優先受償權，給質權人吃下「定心丸」。 「這一政策的出臺將激活廣東省碳金融市場，通過司法保障與金融創新的雙輪驅動，為全國碳金融發展提供可複製的『廣東經驗』，推動綠色金融發展和實現『雙碳』目標。」中國法學會環境資源法學研究會副會長、中山大學法學院李摯萍教授表示。(完)
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