匯聚合力形成創新「強磁場」，徐匯千億級產業集群加速成型
2025-11-19 04:03 3,986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)
日前，由中國老齡事業發展基金會主辦、中國老齡事業發展基金會中醫康養工程項目管理辦公室和上海中醫藥大學上海中醫藥博物館聯合承辦的「老年人睡眠障礙康復公益行」活動在上海黃浦五裡橋街道黨群服務中心舉行。今年1月，「老年人糖尿病康復公益行」上海站的活動在這裡正式啟動，半年後「老年人睡眠障礙公益行」活動再次走進五裡橋街道。中國老齡事業發展基金會中醫康養工程項目管理辦公室主任王紅斌、上海中醫藥大學上海中醫藥博物館館長李贛等領導與近百位老年人一起參加了活動。中國老齡事業發展基金會中醫康養工程項目管理辦公室主任王紅斌表示，老年人因年齡增長、慢性疾病、抑鬱焦慮等因素更容易受到睡眠障礙的影響，睡眠障礙已經成為老年人普遍存在的身心疾病，嚴重影響了老年人的晚年生活和健康。中國老齡事業發展基金中醫康養工程項目辦於今年年6月至明年年4月開展「老年人睡眠障礙康復公益行」活動。從黃浦出發，立足上海，面向全國，陸續在全國的社區和養老機構開展公益行活動。通過中醫義診篩查、健康指導、宣傳宣講等方式，讓更多睡眠障礙老人得到康復，讓更多人正確認識睡眠障礙，讓社會各界關注睡眠障礙老人的健康問題。上海中醫藥大學上海中醫藥博物館館長李贛現場邀請老年朋友們免費去上海中醫藥博物館參觀學習，老年人踴躍報名。南洋佰歲健康養生專家言奇現場為老年人講解中醫藥組合如何治療睡眠障礙，靈芝、人參、黃精、枸杞、女貞子、熟地黃、山藥、墨旱蓮、川穹、茯苓、西洋參等中藥材的作用機制與臨床價值，受到了老年人的歡迎。廣東連盈科技有限公司華東區總經理張玉紅向老年人介紹了智能旋轉床對睡眠障礙老年人的改善作用。 參觀中醫藥博物館添眠科技健康講師為老年人做了《不「打呼」應該成為健康標配》的專題講解。「中醫急救三分鐘」科普講座，每次參加中醫康養工程項目辦的活動都受到熱烈歡迎，這一次也不例外，陳禮平老師通俗易懂、生動形象的講課受到了在場老年朋友的喜愛。活動現場還為老年人安排了中醫專家團隊的健康義診、義療和諮詢活動，為有睡眠障礙的老年患者提供公益服務，受到老人們的歡迎，起到了傳播中醫文化，宣傳健康養生和為老年人提供公益服務的目的。
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