深圳大學再獲嫦娥五號月球科研樣品
2025-11-06 09:22 3,394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)
濟南8月7日電(周藝偉)黃河流域生態環境保護司法協作機制建設活動7日在山東濟南舉行。活動上，濟南鐵路運輸中級法院與鄭州鐵路運輸中級法院、西安鐵路運輸中級法院、西寧鐵路運輸法院等沿黃鐵路法院共同籤署《黃河流域環資審判集中管轄鐵路法院司法協作協議》(以下簡稱《協議》)，標誌著中國首個沿黃鐵路法院黃河全流域生態環境保護司法協作機制正式成立。 黃河流域環資審判集中管轄鐵路法院司法協作協議籤約儀式現場。周藝偉 攝 《協議》旨在加強協作法院之間在立案、審判、執行、調研等方面的協作與交流。通過統一裁判尺度、提升審判質效，為構建黃河流域上中下遊「大保護」格局築牢司法根基，為黃河流域生態保護和高質量發展提供司法服務和保障。 在具體協作內容上，《協議》明確了在信息共享、審判執行協作、業務交流、生態修復及多元共治等方面的協作目標，形成司法保護合力，共同探索黃河流域省際合作與流域治理新路徑。 以審判執行協作為例，對於涉及大氣汙染、水汙染、土壤汙染、生物多樣性保護等跨行政區域的環境資源執行案件，協作法院將加強跨區域執行聯動，共同推進跨區域生態環境修復、禁止或限制行為、勞務代償、第三方治理、金錢賠償等事項的落實。 《協議》指出，協作法院將結合黃河流域生態特點和案件實際情況，共同探索創新生態修複方式，推廣適用增殖放流、補植復綠、勞務代償、生態碳匯等多元化生態修復責任承擔方式，確保受損生態環境能得到及時有效修復。 為確保司法協作目標的實現，《協議》還構建了一系列保障機制，包括黃河流域環境資源審判信息共享平臺、環境資源案件法律適用疑難問題研討機制、環境資源案件執行協作機制等。 「這是沿黃鐵路法院集中管轄環資案件以來，首次建立黃河全流域性質的司法協作機制，對於貫徹最高人民法院黃河流域司法保護工作推進會精神，助力黃河流域大保護、大治理具有重要意義。」濟南鐵路運輸中級法院黨組書記、院長李軍表示。 山東省高級人民法院環境資源審判庭副庭長劉加鵬認為，此次黃河全流域生態環境保護司法協作機制的建立，首次在沿黃鐵路法院系統內構建起覆蓋黃河全流域的司法協作網絡，是在案件集中管轄層面的一次關鍵性深化和具體落實。「希望這一協作機制能在信息共享、案件協調、證據調取、裁判尺度統一等關鍵環節探索出可複製推廣的協作模式，破解跨域環境司法難題。」(完)
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