「食腦蟲」可在人與人之間傳播，感染必死無疑？丨中新真探
2025-10-22 10:56 8,754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)
晉城8月8日電 題：紫斑牡丹結出「致富籽」 山西高平解鎖「美麗經濟」 作者 楊佩佩 楊傑英 李金莎 立秋時節，走進山西晉城高平市三甲鎮千畝紫斑牡丹種植基地，漫山遍野的牡丹植株上，長滿了一顆顆「海星」狀的果莢，莢殼內長著一粒粒黝黑的牡丹籽。村民們穿梭田間，有序進行牡丹籽採摘、裝袋、搬運，田間地頭一派豐收喜景。 村民們搶抓晴好天氣採收牡丹籽。 郭少宇 攝 近年來，三甲鎮大力培育發展紫斑牡丹特色經濟林產業，打造牡丹育苗基地，推進農林文旅融合。依託王家山村、上池村和中池村天然地形優勢，與公司合作，規模化種植1000多畝、50多萬株紫斑牡丹，成為華北地區最大的紫斑牡丹種植基地，助力當地解鎖「美麗經濟」。 時下，千畝紫斑牡丹種植基地迎來豐收，村民們搶抓晴好天氣採收牡丹籽。飽滿的牡丹籽可榨油，營養價值豐富，經濟效益可觀，拓寬了村民的致富路。 村民田金泉說：「這幾天是牡丹籽採收的黃金期，50多名村民一起來採收牡丹籽，每天來地裡採收有收入，土地流轉也有收入，可觀的收益，讓大家幹勁更足了。」 漫山遍野的牡丹植株上，長滿了一顆顆「海星」狀的果莢。 郭少宇 攝 紫斑牡丹全身是寶，花可觀賞，花瓣可釀酒、制糕、做茶，花籽可榨油，根則入藥，具有極高的觀賞價值、藥用價值和經濟價值。其中，新鮮採摘的牡丹籽經過去除雜質、烘乾晾曬、籽莢分離等多道精選工序後，可進行榨油。 千畝紫斑牡丹種植基地負責人李靜介紹，這幾天採收的牡丹籽顆粒飽滿、成色好，採摘期可持續至8月中旬，預計可採收10餘噸的牡丹果莢。 同時，該基地以花為媒，開展牡丹觀光遊、製作牡丹花茶、提煉牡丹籽油等「牡丹+」系列活動，不斷延伸牡丹種植產業鏈條，季節性帶動周邊村莊200多名村民在家門口就業增收。 村民們穿梭田間，有序進行牡丹籽採摘、裝袋、搬運。 郭少宇 攝 李靜表示，目前，基地配備有精深加工車間，推出牡丹花茶、牡丹純露、牡丹籽油等系列產品，市場銷量可觀。此後將不斷優化牡丹種植技術，提高牡丹籽的產量和品質，做精做細延伸產品，推動從「一朵花」到全產業鏈的發展，帶動更多村民就業增收。(完)
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