兩岸自媒體人共制千年徽墨香
2025-12-04 06:47 2,746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)
「吃了幾顆蠶蛹過敏了，眼睛腫得像『奧特曼』。」近日，一位浙江博主發視頻記錄下自己食物過敏的一幕，引起不少網友關注。其雙眼腫脹成一條縫的樣子，讓大家覺得「既心疼又好笑」，還有不少人發問：「為什麼吃蠶蛹會過敏？」 吃蠶蛹過敏眼如「奧特曼」 檢查屬異性蛋白過敏 8月12日，記者聯繫到博主張先生。他8月9日吃了兩小包香酥蠶蛹後，過了10分鐘身體開始有了過敏反應，眼睛變得異常腫脹。「我吃海鮮、雞蛋、牛奶都不過敏，沒想到這一次吃蠶蛹過敏了，所幸不嚴重，自己趕緊買了抗過敏藥物，吃了就好了。」張先生告訴記者，吃蠶蛹意外過敏後，他去醫院檢查過敏原，發現他屬於對異性蛋白過敏人群。 蠶蛹、蚱蜢、知了猴等昆蟲，對有些人來說是「黑暗料理」，對有些人來說則是美味佳餚。張先生視頻的評論區，有不少網友分享類似的過敏經歷。如有四川網友稱吃了知了猴後，也發生了過敏反應，「就咬了一小口，吃的時候就感覺嗓子眼癢，緊跟著上吐下瀉、呼吸困難、皮膚出現了大片的皮疹。」 異性蛋白易引起超敏反應 蝦、蟹等也屬同源 不少網友對此表示疑惑，「吃海鮮、蛋、奶都沒事，為什麼吃蠶蛹、知了猴會過敏？」對此，記者採訪了成都市第五人民醫院皮膚科主治醫師曾芸。 曾芸介紹，蠶蛹、知了猴等昆蟲屬於異性蛋白，異性蛋白是人體以外的蛋白質成分，易引起超敏反應，從而產生過敏。「飲食中常見的一些蛋白質，比如說蛋、奶，因為接觸頻率高，身體建立耐受後，免疫系統認定它是『好朋友』，所以就不容易過敏。此外，蛋、奶的蛋白分子較小，容易被消化系統吸收，而昆蟲的蛋白分子量較大，結構比較複雜，消化系統難以完全分解，因此部分人群會產生過敏反應。」 曾芸介紹，過敏反應分輕症和重症。輕度的表現為皮膚瘙癢、起皮疹、紅斑，嘴唇、眼睛等部位腫脹。中重度症狀還會伴隨噁心、嘔吐、腹痛、腹瀉，更有甚者發生過敏性休克、呼吸困難、喉嚨水腫，危及生命。 發生過敏反應後，若屬輕度，可以口服抗組胺藥，如氯雷他定、西替利嗪緩解症狀；若是重度過敏，須立即停止食用誘發過敏的食品，第一時間撥打120，送醫救治。 那麼，異性蛋白過敏人群，生活中需謹慎食用哪些食物呢？曾芸提到，除了蠶蛹、螞蚱、知了猴、蠍子等昆蟲，蝦、蟹等節肢動物類也屬同源，應儘量避免食用。「此外，還有些人對塵蟎過敏，塵蟎和昆蟲有一些共同的過敏源，也應該儘量避免這些東西。」 曾芸提醒，如果吃異性蛋白類食物發生一次過敏的話，不可再嘗試第二次，「吃了一次過敏的話，就一定不要再吃了。而且第一次過敏反應很重的話，下次可能更重」。 華西都市報-封面新聞記者 葉海燕 周卓玥
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