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2025-10-29 11:14 2,875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)
8月15日電 題：習近平的民生之問 | 「今後村民收入靠什麼？」 「今後村民收入靠什麼？」 聽到時任餘村黨支部書記鮑新民關於村裡關停礦山、水泥廠的匯報，習近平同志關切地詢問道。 這一幕發生在20年前。2005年8月15日，時任浙江省委書記習近平來到正處在轉型十字路口的餘村調研。 餘村是浙江湖州安吉縣天荒坪鎮下轄村，三面環山，自然環境優越。上世紀80年代，餘村依靠豐富的石灰巖資源發展「石頭經濟」，一度成為安吉首富村。不過，錢賺到了，環境也破壞了，「村民不敢開窗，山上連筍都不長」。 2003年1月，在習近平同志推動下，浙江成為全國生態省建設試點省。在湖州的礦山整治中，餘村的礦山和水泥廠陸續關停，2004年，餘村村集體收入從300萬元直線下滑至20萬元。 20年前，在餘村簡陋的村委會會議室裡，習近平同志關於村民收入的提問，是餘村村民最關切的事。 「我們也在想辦法，村裡有幾戶人家也辦了農家樂，收入還不錯，看來以後要靠生態旅遊、農家樂，靠著青山吃青山了。」當時，鮑新民這樣回答。 習近平同志在聽取餘村發展模式轉變的匯報後，一段經典論述就此誕生：「下決心停掉一些礦山，這個都是高明之舉。綠水青山就是金山銀山。我們過去講既要綠水青山，又要金山銀山，實際上綠水青山就是金山銀山。」 在那個慣於以GDP論英雄的時期，環境與發展如何兼顧，不單單是餘村的困惑，也是整個中國面臨的課題，破解這一難題，習近平同志關於「綠水青山就是金山銀山」的論述，以撥雲破霧的遠見卓識為人們提供了耳目一新的思路。 餘村調研後不久，習近平同志在《浙江日報》「之江新語」專欄發表文章《綠水青山也是金山銀山》指出，「如果能夠把這些生態環境優勢轉化為生態農業、生態工業、生態旅遊等生態經濟的優勢，那麼綠水青山也就變成了金山銀山」。 解剖麻雀、洞察規律，綠水青山就是金山銀山理念以一種深入淺出的方式，精闢揭示了經濟社會發展與生態環境保護之間的辯證統一關係。 思路一變天地寬。 20年過去，如今的餘村已變成聯合國世界旅遊組織的「最佳旅遊鄉村」，2024年，接待遊客122萬人次，旅遊收入達6000萬元。 20年過去，發端於餘村的綠水青山就是金山銀山理念在中國遍地開花結果，點燃了逐綠而行的燎原之勢，描繪出一個又一個山鄉巨變。 2020年3月30日，習近平總書記再次來到餘村考察調研。在一家農家樂小院裡，總書記同老村支書和返鄉創業村民代表拉起家常。 當聽說村裡的農創客「葡萄一串最高賣出268元」時，總書記高興地說，這裡的山水保護好，繼續發展就有得天獨厚的優勢，生態本身就是經濟，保護生態，生態就會回饋你。 人不負青山，青山定不負人。 20年來，從一個小山村走出的發展理念，為中華大地繪就綠水青山的美麗畫卷，為新時代中國帶來真金白銀的發展動能。 ｜出品人：陳陸軍 ｜總策劃：俞嵐 ｜策劃：吳慶才 ｜統籌：馬學玲 ｜執筆：闞楓 ｜校對：孫靜波 ｜視覺：李雪瑤 ｜中國新聞網「習言道」工作室出品
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