【上合天津峰會】上合峰會景觀花壇亮相天津 民眾打卡感受盛會氣氛
2025-11-18 23:31 8,326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)
今天上午，81歲的海軍參戰老兵、三等功臣孫灶立家中熱鬧非凡，一批和他一起在1965年同時入伍的老兵以及市、區退役軍人事務局領導手捧鮮花，一起來到楊浦區大橋街道紫華居民區，上門看望這位又一次在水中救起落水者的老戰友。雖然在7月31日上午剛跳進楊浦公園的湖水中剛救起一名年約八旬的老太，但孫老精神頭很好，看到老戰友更是格外高興。聽他說起2009年因為在和平公園勇救兩名落水者登上新民晚報頭版頭條的經歷，還說「萬一以後還有人喊救命，我還是要跳下去的」，老戰友們都伸出大拇指，為他「退伍不褪色」的精神點讚！這件令人感動的暖心事發生在7月31日上午8時許。當時，孫灶立正和老夥伴在楊浦公園健身，不想聽到有人在呼叫救命，定睛一看，原來一位老人從橋上跌落湖中，正在水裡掙扎，岸邊雖然圍著一些人，但都是老人，而落水者已經面孔朝下，情況十分危急。來不及多想，孫灶立連太陽眼鏡都沒來得及脫下，趕緊就跳入了水中，託著落水者的身體，將她送到岸邊，又在岸上群眾的幫助下，將她搬到了岸上。畢竟已是81歲高齡，再加上也有慢性病，今年2月才剛住過一次院，滿頭白髮的孫灶立在救人後面色蒼白，身體有些不適。圍觀群眾撥打120後，急救人員趕到現場，對他和落水阿婆進行初步檢查，又將兩人送往醫院進一步檢查，所幸均無大礙。因為腦缺氧不適在醫院裡輸液後，孫灶立沒有張揚，就返回了家中。經過媒體報導後，孫灶立的見義勇為事跡不脛而走，他長期以來多次救人的故事也被更多人知道。原來，早在2009年，當時65歲的他就在和平公園救下三名落水盲人，還因此登上了本報頭版頭條。他回憶說，當時他正在公園裡下圍棋，聽到呼救聲後，立刻甩掉鞋子，衣服褲子都來不及脫，衝出圍觀人群，跳進湖裡救人。以前在貴州工作時，他也曾經在水庫和河水中救過落水者。說起這次救人的事情，他說：「沒其他考慮，一想到落水的人在不停地吃水，哪怕快一秒也好，就考慮如何儘快把落水的人救上來。」他的女兒更是說，救人是父親的「愛好」，「從年輕時一直持續到80歲，還要繼續到100歲！」今天上午，市、區退役軍人事務局的領導和當年一起參戰的老戰友們聞訊趕來看望，讓孫老十分激動，老兵們聚在一堂，共同回憶著「一不怕苦，二不怕死」的革命精神，更誇讚孫老是在楊浦這個雙擁大區生活著的數萬名退役軍人「退伍不褪色」的典型代表！
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