贛臺青年江西行：尋抗戰記憶 觸文化脈動
2025-11-20 14:41 9,486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)
近期，廣東發生基孔肯雅熱疫情，截至8月2日已累計超過7700餘例。 基孔肯雅熱是由基孔肯雅病毒引起，主要經伊蚊叮咬傳播的病毒性傳染病，臨床表現主要為發熱、皮疹、關節和肌肉疼痛。這個病比較麻煩的一點是，有部分病人可能會出現持續數月甚至數年的慢性關節痛。 那麼，如何預防基孔肯雅熱？如何判斷自己是否感染基孔肯雅熱？萬一感染了，怎麼辦？科普中國邀請了北京佑安醫院感染綜合科主任醫師李侗曾，圍繞基孔肯雅熱的傳播、症狀、預防等核心問題展開解讀，幫助大家科學認識、有效應對。 什麼是基孔肯雅熱？ 傳播和流行有什麼特點？ 基孔肯雅熱是由基孔肯雅病毒感染引起，經伊蚊叮咬傳播的急性傳染病。基孔肯雅熱 1952 年首次在非洲報導，由白紋伊蚊等伊蚊屬蚊蟲叮咬傳播。 近年全球伊蚊活動範圍擴大(從熱帶、亞熱帶向溫帶擴散)，導致基孔肯雅熱、登革熱、寨卡病毒等經伊蚊傳播的疾病報告國家和地區增多。全球已有119個國家報告過基孔肯雅熱病例。我國伊蚊活動範圍也在擴大，北京、天津、河北等地也可發現白紋伊蚊，因此經伊蚊傳播的疾病可能出現地區性增加。 得了基孔肯雅熱有哪些症狀？ 會有後遺症嗎？ 基孔肯雅熱的主要臨床表現為發熱、關節痛和皮疹(約70%患者出現)。其發熱通常為中低熱，而關節疼痛可能早於發熱出現或與發熱同時發生(初期常累及1-2個關節，常見於手指、腳趾、手腕、腳踝或膝關節)。皮疹表現為紅色斑丘疹，主要分布於四肢、軀幹及顏面部。其他伴隨症狀可能包括頭痛、肌肉酸痛、乏力、噁心及嘔吐。 該病的特徵性表現是顯著關節痛(「基孔肯雅」在非洲當地語言中的意思就是"身體彎曲")，多數患者的發熱和皮疹症狀在1周內消退，但關節症狀可能持續數周，少數病例會遷延數月甚至數年甚至可能進展為慢性關節炎。 基孔肯雅熱、登革熱 和寨卡病毒感染有什麼區別？ 基孔肯雅熱、登革熱與寨卡病毒均由伊蚊叮咬傳播，三者臨床表現相近，如發熱、肌肉關節痛、乏力、皮疹等，但細節不同： 基孔肯雅熱以嚴重關節痛為特徵，不過皮疹更為常見。 登革熱主要表現為中高熱，關節痛症狀相對較輕。重症登革熱可能發展為休克、出血(表現為血小板減少)，其死亡風險實際上高於基孔肯雅熱。 寨卡病毒感染症狀相對較輕，典型表現為中低度發熱、明顯乏力、關節及肌肉酸痛，常呈對稱性，可能持續數周至數月，以及結膜充血。需特別注意的是，孕婦感染寨卡病毒可能導致胎兒小頭畸形，並引發中樞神經系統發育異常(包括聽力損傷、視力障礙及智力發育遲緩)。 基孔肯雅熱應該如何治療？ 是否有特效藥或疫苗？ 基孔肯雅熱、登革熱和寨卡病毒均無特效抗病毒藥物，目前國內也無獲批的基孔肯雅熱疫苗。 治療以對症支持為主，而登革熱患者需特別注意避免加重出血風險，但因為有時我們難以區分登革熱和基孔肯雅熱，因此在懷疑患這兩種病又未能做出區分時，要慎用布洛芬、阿司匹林等非甾體抗炎藥，避免出血風險。發熱、關節痛明顯時可使用對乙醯氨基酚等解熱鎮痛藥，這樣更為穩妥。 哪些人更容易感染基孔肯雅熱？ 感染後危險嗎？ 主要風險人群包括生活在白紋伊蚊活躍地區(尤其夏季蚊蟲密度較高時)的人群，以及前往基孔肯雅熱流行地區(非洲、東南亞)旅遊、務工的人員，前往國內廣東、佛山等流行地區的旅遊、出差者。 大多數人感染後表現為自限性疾病(約一周左右康復)，但嬰幼兒、65歲以上老年人、孕產婦、免疫力低下者及嚴重慢性病患者更易發展為重症或出現後遺症，其中有基礎關節疾病者發生關節痛後遺症的風險更高。 基孔肯雅熱會發生「人傳人」嗎？ 為什麼要採取隔離措施？ 基孔肯雅熱本身不會通過人際直接傳播，但可通過白紋伊蚊叮咬在人際間傳播。 患者發病後血液病毒載量高，當白紋伊蚊叮咬患者後攜帶病毒，經體內繁殖後再叮咬他人即可導致傳播，因此需對患者採取隔離措施。不過這個隔離措施的重點是防蚊，包括安裝紗窗、使用蚊帳、配備驅蚊產品，避免患者被蚊蟲叮咬後造成病毒傳播。 應當如何預防基孔肯雅熱？ 首先要控制傳染源，對疑似、確診及臨床診斷的基孔肯雅熱病例採取防護隔離措施，減少被白紋伊蚊叮咬的風險。還要切斷傳播途徑，清除蚊蟲孳生地，可以重點清理白紋伊蚊的繁殖場所如居民區閒置盆罐、水培植物積水、廢舊輪胎、塑膠袋等積水容器等。 還要加強個人防護，安裝紗窗/蚊帳，使用合格驅蚊產品。減少戶外暴露風險，日出前後 1-2小時及日落前後1-2小時是白紋伊蚊活躍時段，外出特別是去蚊蟲多的地方儘量避開活躍時段。外出時可穿著淺色長袖衣褲，裸露皮膚塗抹驅蚊劑，儘量避開植被茂密/積水較多的低洼區域。如需前往基孔肯雅熱、登革熱、寨卡病毒流行地區(東南亞、非洲、美洲)時加強防蚊措施。 總之，基孔肯雅熱的傳播鏈清晰，治療上雖無特效藥但以對症支持為主，多數患者預後良好。因此，對基孔肯雅熱無需過度恐慌，了解相關知識，做好防控工作尤其是滅蚊、防蚊工作，就能大大降低患病風險。 作者丨李侗曾 北京佑安醫院感染綜合科主任醫師 北京預防醫學會感染病學專業委員會委員 來源：科普中國微信公眾號
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