寧波網球公開賽首批陣容揭曉 萊巴金娜領銜
2025-11-19 18:19 8,296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)
曼谷8月13日電(記者 李映民)「星星在天空，自己發光；樹葉掛在枝頭，自己搖晃。我站在大地上，自己生長。」11日晚上，中國山裡孩子寫的小詩在泰國曼谷地標暹羅天地廣場唱響。這是中國銀聯2019年發起的詩歌公益行動首次走出國門，將愛心傳遞到海外。 活動現場。李志 攝 活動現場，人頭攢動、熱鬧非凡。場地中心的大型宮燈溢彩流光，四周一盞盞大小不一、充滿濃鬱中國風的燈籠上，用中泰雙語印滿了兩國孩子們的詩歌，一條精心設計的「詩歌長河」貫穿其中，象徵著中國詩歌漂洋過海，抵達泰國。「河」上浮動著泰國花燈，整個活動洋溢著濃厚的詩歌氛圍。 泰國小朋友在主持人的帶領下，朗誦著中國小朋友的詩，感受來自中國的童心童趣。不少遊客在現場贈善款，活動所得捐款將通過泰國當地的慈善基金會，用於改善當地孩子的生活和教育。 活動現場。李志 攝 今年是中泰建交50周年，這場主題名為「詩歌之光，點亮心燈」的詩歌公益行動，以燈為媒、以詩為魂，將大山裡孩子的童真詩句印於燈籠之上，讓燈籠成為文明對話的使者。 生長在大山裡的孩子，也可能是一個個才氣滿滿的小詩人。他們將眼前的樹、腳下的山、身邊的小狗和心裡的媽媽，都變成了一首首充滿童趣與真誠的小詩。為了讓山裡孩子的才華被看見，中國銀聯將這些詩歌帶出大山，於2019年發起詩歌公益行動。截至目前，公益行動已走進安徽、河南、四川、貴州、雲南、新疆等地的400多所山區學校，累計幫助7000多名山區兒童接受藝術素質教育，收集詩歌6000多首，出版了詩集《大山裡的小詩人》。第一座銀聯公益圖書館和114個公益圖書角已在安徽金寨投入使用。 活動現場。李志 攝 中國銀聯相關負責人表示，希望這場公益活動不止是一次愛心的傳遞，更是一次文化的對話和心靈的觸碰。希望詩歌公益活動喚起不同文化背景的人們心中那份對詩意、對純真、對美好的嚮往。(完)
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