「碳水」選對了，吃得飽還不長胖 | 科學減重一起來
2025-10-26 09:48 2,476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)
國家安全部4日發布安全提示，當前，一些追求潮流、獵奇的寵物愛好者，掀起飼養「異寵」的熱潮。但「異寵」交易、飼養、救治、棄養等行為潛藏安全風險，關乎生態安全和生物安全，需加以重視。 養「異寵」的人持續上升 「異寵」是「異域寵物」或「另類寵物」的簡稱，是指有別於傳統貓、狗等寵物之外，被人們當成寵物飼養、觀賞和經濟利用的外來野生動物，既包括昆蟲等無脊椎動物，也包括鳥、獸、兩棲、爬行等脊椎動物。 在我國，「異寵」需求和交易正快速增長，《2025年中國寵物行業白皮書(消費報告)》顯示，2024年，飼養「異寵」的人群持續上升；有數據統計，我國已有約1707萬人在飼養「異寵」，市場規模逼近百億元人民幣。 然而，人類飼養「異寵」的歷史普遍較短，對它們攜帶的病原微生物以及在交易、養殖過程中可能造成的疫病傳播缺乏深入了解和有效對策，容易引發各種潛在風險。 「異寵」真的「易寵」嗎？ 2023年中央一號文件首次將加強對「異寵」的管理納入其中，強調要「嚴厲打擊非法引入外來物種行為」「加強『異寵』交易與放生規範管理」。那麼，「外來物種」究竟如何定義，又是否等同於「外來入侵物種」呢？ 外來物種。是指中華人民共和國境內無天然分布，經自然或人為途徑傳入的物種，包括該物種所有可能存活和繁殖的部分。任何單位和個人未經批准，不得擅自引進、釋放或者丟棄外來物種。 外來入侵物種。是指傳入定殖並對生態系統、生境、物種帶來威脅或者危害，影響我國生態環境，損害農林牧漁業可持續發展和生物多樣性的外來物種。 事實上，大多數受熱捧的「異寵」在國內沒有自然分布，屬於外來物種，它們可能在新環境中缺乏本土天敵等生物和非生物制約因素，在生存競爭中處於優勢，會搶奪和擠佔本土物種的食物資源和生存空間，導致本土物種的生存及其所在的生態系統受到衝擊。一旦這些「異寵」逃逸或被棄養，極有可能破壞生物多樣性和生態系統穩定，威脅我生物安全，甚至會引發生態災難。 國家安全機關提示 「異寵」可以寵，但不能隨意寵，在追求新奇與熱愛的路上，唯有理性和依規，方能使人與自然和諧共舞。 遵守法律。違反國家規定，非法引進、釋放或者丟棄外來入侵物種，情節嚴重的，處三年以下有期徒刑或者拘役，並處或者單處罰金。任何公民和組織應嚴格遵守相關法律法規，依法依規開展「異寵」交易、飼養、運輸和放生等，堅決築牢維護生態安全和生物安全的人民防線。 理性飼養。「異寵」消費者購買前需確認物種是否屬於《國家重點保護野生動物名錄》或《瀕危野生動植物種國際貿易公約》附錄中的物種，並核查商家資質。購買時應選擇合法養殖場，拒絕走私或野外捕獲的動物，同時要求商家提供檢疫證明，觀察動物是否活躍、有無異常分泌物等，慎養善養寵物。
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