賞禮樂、祭孔聖，臺青在建水文廟補上「缺失的文化傳承課」
2026-01-05 21:35 2,316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)
由陳冬、陳中瑞、王傑三名航天員 組成的神二十乘組 「太空出差之旅」仍在繼續 三名航天員的在軌工作 依舊忙碌且充實 上周 中國空間站內有哪些新亮點？ 一起來關注 ↓↓↓ 新上行艙外服完成啟封 上周，乘組完成了隨天舟九號上行的艙外航天服D、E的貨包拆卸、轉運、解包、啟封，以及功能性能檢查與維護等工作。期待它們的太空「首秀」！ 在軌實(試)驗有序推進 空間生命科學與生物技術領域 乘組開展了基於器官晶片技術的空間環境對人體血腦屏障的影響研究，可探究空間環境在細胞、組織、器官等多層次對人血腦屏障及腦功能的影響及潛在機理，為航天員長期在軌駐留提供健康風險預測與幹預手段。 上周，乘組完成了相關細胞組織實驗單元轉運安裝、樣品採集和儲存處置等工作。 航天醫學實驗領域 乘組完成了骨代謝交互調控、菌群與營養代謝等多項研究相關工作。指令長陳冬利用太空拉曼光譜儀檢測尿樣中的代謝組分，通過採集相關信息，助力地面科研人員進一步修正和完善相關特徵代謝物指標體系和評判準則。 此外，乘組還開展了空間站環境下呼吸道微生物對呼吸系統健康影響的相關研究，三名航天員互相採集咽拭子，冷凍保存後等待下行分析。 空間新技術與應用領域 乘組持續開展地外居留艙設施微生物防控技術試驗。航天員使用細菌檢測片對選定的艙內表面進行消殺前和消殺後檢測，通過比較消殺前後細菌檢測片微生物數量的變化評估消殺效果。 此外，乘組還完成了「先進物質能量轉化再生系統核心技術功能驗證項目」的試驗裝置安裝工作，科研團隊將通過同步開展天地對照試驗，明確基於集成式微生物燃料電池的航天廢水深度淨化與原位能源化利用技術在軌服役行為。 微重力物理科學領域 乘組根據燃燒科學實驗安排，完成了實驗插件內燃燒器更換等工作。 在軌混合現實訓練裝置試用 上周，乘組完成了在軌混合現實訓練裝置試用工作。訓練中，航天員佩戴可攜式混合現實眼鏡，通過簡單的語音或手勢指令，即可與混合現實系統進行流暢交互。 此外，乘組完成了問天實驗艙內-80℃空間冰箱安裝測試相關工作，並按計劃對核心艙睡眠區門進行安裝更換。 除開展上述工作外，在健康維護與保障方面，三名航天員完成了骨密度與肌維度測量、最大等長力量測試及聽力測試，並積極開展失重防護鍛鍊。 欲知乘組後續工作如何 咱們下周見 (央視新聞客戶端)
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