「以海為家」 到 「靠海興業」：海南疍家人的水上新圖景
2025-11-16 19:13 5,731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)
本報記者 陳希蒙攝 「企業合作一直是中德經貿關係的基石。」中國駐慕尼黑總領事邱學軍近日在出席中國汽車品牌蔚來在德國慕尼黑舉辦的在歐洲運營10周年慶典時表示，目前德資企業在華設立企業已超過1.2萬家，同時，德國正成為中國企業投資歐洲的熱門地區，約2000家中資企業在德投資，其中500家落戶巴伐利亞州。 邱學軍指出，越來越多像蔚來這樣的中國高科技企業將巴伐利亞州視為創新發展的重要橋頭堡，與當地工商界在科技、研發和創新等領域的合作日益緊密，形成了「你中有我、我中有你」的良好局面，充分表明只有堅持開放合作，才能實現互利共贏。 在當天舉行的慶典上，蔚來汽車歐洲副總裁張暉表示：「歐洲為蔚來提供了理想的創新平臺與數位化移動出行解決方案的試驗場。10年來，我們通過與本地夥伴的緊密合作，持續推動可持續發展和智能出行的發展。未來，我們將繼續深化中歐合作，攜手為全球用戶創造更美好的出行體驗。」 慕尼黑市經濟發展部門負責人庫爾特·卡普在出席活動時指出，中國企業與德國企業，尤其是巴伐利亞的企業在人工智慧與自動駕駛等領域有著廣闊合作空間，凸顯了雙方在技術創新領域的合作潛力。 「如今，中國是巴伐利亞最重要的貿易夥伴之一。」巴伐利亞州副州長兼州經濟、發展和能源部長胡貝特·艾旺格在接受媒體採訪時表示，自1975年巴伐利亞州時任州長弗朗茨·約瑟夫·施特勞斯訪問中國以來，巴伐利亞與中國的經貿關係取得積極進展，希望未來將繼續保持良好合作。他提到，去年訪華時親眼見證了中國汽車工業的進步。「可以說，中國現已躋身全球汽車產業第一陣營，這不僅體現在動力系統，還包括自動駕駛、輔助駕駛系統、先進電池技術以及眾多創新成果。」艾旺格說。 艾旺格進一步表示，在全球經濟不確定性上升的背景下，德國需堅持開放合作，應與包括中國在內的夥伴維持穩定關係。他指出，中國在原材料、零部件、能源價格和生產效率等方面具備優勢，中國的數位化和創新能力與德國的工業技術形成互補，雙方可通過合作，開發更具全球競爭力的產品。他還提到，中德消費者對汽車需求不同，中國車企在巴伐利亞設立全球設計中心是明智之舉，通過中德設計團隊對市場偏好的深入理解，可打造更貼合用戶需求的定製化產品。
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