8月26日夜間至27日夜間北京預計有強降雨
2025-11-11 00:11 4,318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)
荷風納涼夜 「公園經濟」點亮夏夜活力 現在，各地的城市公園正在成為市民、遊客消暑納涼的熱門選擇。在遼寧瀋陽，部分公園推出特色活動，讓大家不僅能納涼，還拉動了夏日消費，讓「避暑經濟」成為城市活力的新亮點。 走進瀋陽市北陵公園，連片荷花亭亭玉立。湖心舞臺上，皮影戲+戲曲表演，正在講述荷花仙子與書生的古老傳說，創新的演繹方式，吸引了眾多市民、遊客駐足觀看。 觀演活動也拉動了冷飲店的消費，其中「荷花造型雪糕」最受歡迎，綠豆沙製成的「荷葉」託起奶油質感的「荷花」，一口下去，豆香與奶香交融。以荷花、蓮藕為靈感的精緻零食銷量也不錯。記者發現，不少消費者購買了冰飲，並搭配荷花小食，臨窗而坐，邊品嘗美食，邊欣賞窗外的實景演出。 此外，公園還設置了非遺文創集市，非遺手作體驗、文創攤位的人氣旺盛，荷花主題系列文創持續熱銷。通過沉浸式體驗、非遺互動、特色餐飲與主題文創的巧妙串聯，公園形成了「觀演+互動+消費」的鏈條，不僅豐富了公眾的夏夜生活，更讓「避暑經濟」釋放出城市夜經濟的新活力。 上新「八仙過海」索道 特色演藝豐富 暑期以來，在山東蓬萊閣景區，新建的「八仙過海」索道成了遊客們新的打卡地。索道將蓬萊閣古建築群和老北山景區空中相連，遊客輕鬆愜意地乘坐在清涼的吊廂中，可以360度賞山海勝景。 過了索道，登上老北山景區，遠眺海天一色的壯闊，行走在剛剛開放的後海棧道中，背臨危巖絕壁，腳下海藻翠綠，浪花拍岸，遊船徜徉，美不勝收。 新的索道和棧道串珠成鏈，把蓬萊閣主景區和老北山後海、黃渤海分界坐標等沿線景點，串成一個環線，遊客量大增。 山海風光入畫，特色演藝動人。暑期裡，每天上午在蓬萊閣景區的校場上，遊客們經過體能選拔，加入戚家軍陣營，學習拳術，手持長槍，跟隨戚家軍操練。一招一式，孔武有力。 暑期以來，蓬萊閣景區共接待遊客76.5萬人次，同比增長20%。 那達慕大會 點燃草原文旅熱 「那達慕」在蒙語中是「遊戲、娛樂」的意思，那達慕大會是草原牧民傳統的文化節日。眼下，正是內蒙古草原最美麗的季節，在興安盟，當地正在舉辦那達慕大會，創新性地將電影文化融入其中，為遊客帶來更多元的體驗。 在興安盟烏蘭毛都草原上，500匹駿馬踏風飛馳，拉開了本屆那達慕盛會的帷幕。今年，除了搏克、賽馬、射箭等傳統賽事，遊客還可以在現場體驗布魯、瑟日等18項民族傳統體育項目。 除了豐富的賽事，與電影融合也是本次那達慕的一大特色。活動現場設置了電影文化打卡區，傍晚時，遊客在草原看電影，感受不一樣的觀影體驗。
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