科技創新賦能「魔力菌菇」 雲南見手青跨界出圈
2025-10-27 02:21 2,261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)
廣西憑祥8月12日電(宋邦穩)「674.75分，陸軍工程大學錄取通知書到了。」8月12日，南部戰區陸軍某邊防旅戰士劉宇星收到了軍校錄取通知書，與此同時，該邊防旅士兵參加考學、提幹和軍事職業教育考試的錄取通知書也陸續寄到。今年該旅共計54名士兵圓夢軍校，比去年40人增加了35%，人數創新高。 近年來，該旅黨委樹立「為強軍育人才」的工作導向，廣泛激勵官兵學習成才，先後投入300餘萬元為官兵升級改造圖書閱覽室28個，購置平板電腦、聽書機、朗讀亭等電子學習設備180餘臺，協調地方圖書資源25000餘冊，舉辦各類讀書學習活動10餘次。基層營連針對官兵個人基本情況，為官兵規劃成長路徑，制定學習計劃，並建立官兵學習成才檔案卡，實時跟進掌握官兵學習情況，助力官兵成長成才。 圖為士兵集中學習備考。牛利 攝 某邊防連戰士翁鵬，大學本科畢業後入伍來到連隊，夢想參加提幹考試成為一名軍官，然而他比較欠缺自制力，經常沉迷於網路遊戲，不能按計劃推進學習。連隊了解情況後，安排指導員、排長和班長對他進行「三幫一」輔導，督促翁鵬文化課程學習和軍事課目訓練，幫助他走出了網絡世界。當年年底，翁鵬憑藉出色表現被評為「四有」優秀義務兵。今年，翁鵬提幹考試成績在南部戰區陸軍排名第三，被海軍大連艦艇學院錄取，成功提幹。 「如果沒有單位的助力，我還會與夢想軍校再次失之交臂。」該邊防旅戰士李朋澤說。李朋澤入伍前因高考失利未能考上夢想軍校，入伍後，鉚著勁兒想要考學。今年備戰軍考，他因軍事訓練共同課目和文科相關課程不理想，幾度想要放棄備考。後來旅機關安排專人幫助備考戰士提升軍事訓練成績，協調駐地高中優秀教師和專業教育考試機構為備考戰士輔導授課。在單位助力下，李朋澤軍事訓練和文化成績逐漸提升，最終以642.3分的成績考上夢想軍校。 「出人才就是出戰鬥力！」該旅領導高立球說。今年以來，旅黨委在全旅大力營造「人人努力成才，人人皆可成才」的學習成才氛圍，先後組織裝甲、修理、運輸、通信、水電等專業集訓20餘輪次，100餘名官兵取得相應專業等級資格認證，300多名官兵通過自學考試提升學歷層次，600多人次進入旅隊人才「紅名單」，全旅持續掀起「靠學習成長成才」熱潮。(完)
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