手機、汽車直連衛星 專家詳解未來「天地融合」新亮點
2025-11-16 18:26 2,542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。 來自中國科學院遺傳與發育生物學研究所的消息說，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(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4日深夜在國際知名學術期刊《細胞》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。 論文通訊作者高彩霞介紹說，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，但Cre-Lox系統的應用受到3個關鍵問題的制約。 高彩霞指出，在本項研究中，研究團隊構建出系統性技術路徑，逐一突破3項限制，並通過技術的集成優化，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18.8kb超大片段DNA的定點整合、5kb序列的定向替換、12Mb的染色體倒位、4Mb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315kb精準倒位的抗除草劑水稻種質，展示出其廣泛應用前景。(完)
上海8月12日電 (陳靜 倪麗)8月12日是世界大象日。非洲象遷地保護面臨的最大挑戰之一是繁育問題。記者12日獲悉，自2016年引進12頭非洲象以來，經過近十年的不懈努力，上海野生動物園(簡稱：上野)攻克了這一難題。 自去年11月首胎非洲象寶寶在上野出生後，園區半年多來已連續迎來三胎非洲象寶寶。2024年11月27日，年輕的非洲母象「小白」在這裡順利產下一頭健康的小公象「小小白」，體重超過100公斤。2025年2月13日，非洲象「露露」經過22個月的孕育，順利生產一頭小公象「小小露」，半月齡時體重達135公斤。今年5月22日，非洲象「露絲」又順利誕下一頭體重約90公斤的雌性小象。 非洲象「露絲」和它的寶寶在專門設置的育幼片區。(倪麗 攝) 非洲象對氣候、食物以及社交環境極為敏感，稍有不適便可能影響其生存與繁衍。在面對這一挑戰時，上野大膽創新，採用大種群飼養管理模式，精心打造了一個與非洲象自然生存環境極為相似的生態小環境。 從食物供給的豐富多樣到個性化營養套餐的制定，從定期稱重、身高測量到排洩物稱重、醫學檢驗以及驅蟲，每一項措施都體現了保育員們對非洲象們無微不至的照護與對養育問題的探索。 記者12日走訪上野看到，現在，非洲象「露絲」與象寶寶生活在專為它們設置的育幼片區。這裡還居住著「小白」母子與「露露」母子。據介紹，保育員們特意將象媽媽們安排在一起，以便它們相互傳授育幼經驗，更好地自然育幼。 據了解，初為人母時，體型高大的「露絲」面對嬌小的幼崽顯得有些手足無措，小象努力站起身來卻怎麼也夠不著母象的乳房。於是，保育員們悄悄地將母象身側的地面用稻草墊高，最終，象寶寶吃到了母乳。記者看到，小象的小腦袋隨著吞咽的動作輕輕晃動，模樣十分可愛。如今，「露絲」的寶寶茁壯成長，活潑好動。它經常與兩位哥哥用象鼻交流互動。 非洲象寶寶們的陸續誕生，不僅證明了上野在非洲象繁育工作上的專業性，更為全球非洲象保護事業提供了新的思路與方向。據透露，非洲象寶寶的成長過程將為非洲象保護、繁殖以及幼象發育研究提供寶貴的數據支持。未來，它有望成為種源交流的重要成員，為提升圈養非洲象的基因多樣性貢獻力量。(完)
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