遇見美景 遇見自己
2025-10-30 16:08 3,526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)
拉薩8月8日電 題：從草原到賽場 西藏傳統體育煥發新生 作者 李林 位於西藏拉薩市北郊的賽馬場上，今年52歲的羅輝輕撫著一匹退役賽馬的鬃毛感慨道：「馬兒啊，你老了，我也老了。可咱們對這草原、對這馬背的情分，一點沒變。」 圖為西藏拉薩市北郊賽馬場上，羅輝和馬兒交流感情。李林 攝 圖為西藏拉薩市北郊賽馬場上，羅輝和馬兒交流感情。李林 攝 來自西藏昌都的羅輝，是西藏馬術隊第一批隊員。與馬相處近40年，他參與、見證著西藏馬術隊馬背上的榮耀，更親歷了傳統馬術從草原民俗走向廣闊賽場的新生之路。這份與體育相伴的歲月，早已在他心底刻下無法替代的印記——對他而言，體育不僅是事業，更是融入血脈的熱愛與堅守。 在雪域高原上，流傳著這樣一句諺語——「馬是牧民的生命與翅膀」，足以見得在高原上，人與馬之間的特殊感情和歷史情結。雖然社會在發展、科技在進步，但大家對馬和賽馬運動的熱情絲毫沒有消減，每逢重要傳統節日，賽馬仍是不可或缺的民俗活動，馬蹄聲裡藏著代代相傳的文化基因。 現任西藏自治區社會和民族傳統體育指導管理中心副主任的羅輝回憶：「正是有著這樣濃厚的文化氛圍和廣泛的民眾基礎，1986年，西藏自治區馬術隊成立了。」彼時，13歲的羅輝作為首批隊員之一，前往內蒙古呼和浩特市接受專業的馬術訓練。第一次離家千裡，他除了需要習慣新環境外，還要克服氣候等不適條件。經過一年多的鍛鍊、集訓，羅輝和隊友們緩緩推開西藏馬術隊發展的大門。「『鮮衣怒馬少年時，不負韶華行且知』是那時大家最好的寫照。」羅輝說，少年時對馬術的執著，如今已沉澱為對民族體育事業的深沉責任。 「1987年底回到拉薩後，我們通過匯報演出讓大家看到了集訓的成績。」羅輝介紹，同年，西藏馬術隊代表西藏出徵了第六屆全運會，並取得了馬術場地障礙賽團體第三名的好成績。「現在，馬術隊主要分為競技隊和傳統隊兩支隊伍。到目前為止，拿了88枚金牌、142枚銀牌、88枚銅牌。」談及這些榮譽，羅輝的眼神裡滿是自豪，「每一塊獎牌都凝聚著幾代體育人的心血，這是我們用熱愛和堅持拼出來的。」 2011年，在原西藏馬術隊的基礎上，西藏自治區社會和民族傳統體育指導管理中心成立。隨後，羅輝和同事們開始收集、整理豐富的民族傳統體育項目，在形成統一規則的同時，通過培訓基層指導員、創建民族傳統體育特色學校等舉措，推動民族傳統體育項目的普及和推廣。「西藏的民族傳統體育有著悠久的歷史文化，但很多項目都是民眾自娛自樂，沒有大範圍普及、推廣。」羅輝介紹說，2018年啟動送體育下基層活動後，西藏馬術隊每年會去4至5個縣(區)、鄉鎮表演，把精彩的馬術表演節目送到老百姓家門口，「看著鄉親們為馬術表演歡呼時，我就覺得所有的奔波都值了——這才是民族體育該有的樣子，要紮根大地，貼近人民。」 在全民運動健身熱潮的推動下，西藏拉薩賽馬場成為市民健身運動新去處。馬術、籃球、羽毛球、輪滑……賽馬場裡，既有專業隊員的馬術訓練，也能遇見帶著孩子體驗輪滑的家庭，傳統與現代在這裡交融，體育的活力感染著每一個人。 「這條西藏民族傳統體育的普及推廣之路，我們已經走了十多年，成果開始慢慢顯現。」羅輝坦言，作為一名老體育工作者，無論是對馬術的熱愛，還是對民族傳統體育的情懷，都已經深深烙印進骨子裡。「未來，我和同事們將帶著這份熱愛，繼續走下去。」 據西藏自治區體育局統計數據顯示，截至2024年12月31日，西藏自治區體育場地9189個，體育場地面積724萬平方米，西藏自治區人均體育場地面積1.96平方米。(完)
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