報告：科技與綠色雙輪驅動農業食品供應鏈升級
2025-11-27 10:29 9,147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)
本報訊 (記者馬學禮 李靜楠)近年來，寧夏回族自治區紮實推進「才聚寧夏1134行動」，組織實施了人才培養、引進、活力、暖心「四大工程」，在吸引人才、留住人才和激勵人才方面出臺了一系列政策，有效推動全區人才工作取得新成效。 據了解，寧夏建立了「全職、柔性、預引進」等多種引才方式，全職引進的優秀博士、碩士或入站博士後，工作滿1年且考核合格後，可直接評審副高級或中級職稱。此外，圍繞自治區重點產業、重點領域、重點學科發展需要，自主引進博士以上高層次人才，不受編制總量和崗位結構比例等限制。同時，加大預引進優秀在讀博士、碩士支持力度，資助標準為每人每年3萬元、2萬元。 在人才培養方面，寧夏相繼出臺青年拔尖人才培養、博士後管理、民企職稱評審、技能人才隊伍建設等人才培養政策措施。同時，圍繞自治區重點產業、重點領域、重大項目、重點學科高質量發展需求，持續實施傑出科技、行業領軍、青年拔尖、青年託舉4級人才培養項目，分別給予相應的專項經費支持。每年遴選培養一批科技創新團隊，在團隊建設、人才培養、科技攻關、實驗室建設等方面提供穩定支持，培養期內給予每個團隊最高200萬元資助。 為持續激發人才活力，寧夏深化「放管服」改革，賦予人員總量管理的高校、公立醫院等用人單位在人員招聘、職稱評審、崗位聘任、績效工資分配等方面更大自主權，出臺《關於進一步激發人才創新創造活力的若干措施》，探索建立以創新能力、質量、實效、貢獻為導向的分類評審標準，開闢特殊人才職稱評審「綠色通道」，貢獻突出的人才可直接評定為高級職稱。近兩年，自治區重點研發項目中40歲以下青年人才擔綱領銜者和骨幹的項目比例均超過50%，科技創新團隊、助企服務科創專員隊伍中青年人才成為主力。 為提高人才評價的質效，寧夏還實行了「跨地交叉」「跨行類比」「良莠同臺」「中期終了雙評」等評價形式，建立人才培育與載體建設全周期跟蹤服務模式，實施動態管理，堅持優勝劣汰。
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