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2025-10-28 06:12 6,895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)
銀川8月8日電 (記者 李佩珊)8月8日，「擎動寧夏 低空領航」2025年噸級無人直升機吊運演示活動在位於銀川市的中國廣電寧夏低空飛行服務中心舉行。活動現場，噸級無人直升機FWH-1500在閱海公園上空完成吊運作業演示，實現了寧夏首次噸級無人機的吊運應用驗證。 首飛現場。 記者 於晶 攝 本次完成首飛的FWH-1500無人直升機由北京航景創新科技有限公司研製，具備5300米高海拔起降、300公斤有效吊運載荷及7級抗風等卓越性能。在演示環節，該無人直升機精準地將模擬物資箱投送至目標點，充分展現了其穩定性和精確性。 據現場工程師介紹，FWH-1500集高海拔適應性、大載重能力、長航時續航和強環境適應性於一身，採用先進的多餘度飛控、導航及測控系統，特別適用於高原、山區、森林、荒漠等複雜地理環境，未來將在森林防火、鄉村振興、電力巡線(西電東送)等重大工程領域發揮重要作用。活動現場還同步展示了無人機反制技術，通過對目標無人機的快速攔截驅逐，為專業航空器作業安全提供了有力保障。 首飛現場。 記者 於晶 攝 據了解，中國廣電寧夏網絡有限公司依託寧夏獨特的空域資源、產業基礎及政策支持，發揮網絡、雲平臺、數據中心等優勢，成立了寧夏陸航科技產業有限公司，同時拓展全流程數字監管、智能基礎設施、通信保障等領域，建設運用中國廣電寧夏低空飛行服務中心。該中心定位為集低空飛行服務保障、基礎設施建設、無人機專業培訓、產學研協同創新於一體的綜合性服務平臺，致力於推動「低空+」多元化應用場景落地，打造智慧廣電與低空經濟深度融合的產業生態，助力建設西部地區低空經濟示範高地。 此次噸級無人直升機吊運演示的成功舉行，有效驗證了重載無人機在寧夏複雜環境下的實用能力，對於完善本地高端裝備製造產業鏈、吸引低空經濟頭部企業布局，以及未來探索輸出具有地方特色的低空空管服務標準均具有重要意義。下一步，中國廣電寧夏網絡有限公司將持續深化在物流運輸、應急救援、生態監測等領域的創新實踐，強化技術保障與規範管理，築牢低空飛行安全防線，打造西部地區低空經濟創新發展的標杆，為寧夏建設黃河流域生態保護和高質量發展先行區注入強勁的「低空動能」。(完)
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