以詩詞為媒 江西少年才俊龍虎山上展風華
2026-01-19 12:39 4,453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5日電 據市場監管總局微信公眾號消息，為進一步完善國家碳計量體系，更好發揮國家碳計量中心基礎支撐和保障作用，提升碳計量基礎保障和技術服務水平，近日，市場監管總局印發《關於推進國家碳計量中心建設的指導意見》(以下簡稱《指導意見》)。 《指導意見》指出，到2030年底，聚焦重點行業和領域，依託計量技術機構、科研院所、高等院校、中央企業等，建設一批國家碳計量中心，加強碳計量政策研究和科技創新，補齊碳計量基準、計量標準和標準物質短板，強化碳計量檢定和校準能力建設，制定一批碳計量技術規範，建立相對完善的碳計量量值傳遞溯源體系，服務我國經濟社會可持續發展和碳達峰碳中和目標實現。 《指導意見》提出了國家碳計量中心8項重點任務，包括加強碳計量相關政策研究、建立碳計量量傳溯源體系、開展碳計量技術研究應用、提升碳計量實測驗證能力、開展碳計量技術服務、加強碳計量數據分析應用、推進碳計量國際交流合作和加強碳計量人才隊伍建設。 《指導意見》還明確了國家碳計量中心建設的主要程序，明確由市場監管總局負責國家碳計量中心的總體規劃和布局，制定國家碳計量中心建設推進計劃，優先在重點區域、重點領域和重點行業建設一批國家碳計量中心。 國家碳計量中心是系統性開展碳計量相關重大問題研究、支撐服務碳達峰碳中和工作開展和碳計量能力提升的重要平臺，將為實現溫室氣體排放「可測量、可報告、可核查」提供重要保障，是貫徹落實黨中央、國務院碳達峰碳中和決策部署的有力措施，對如期實現碳達峰碳中和目標具有重要意義。 市場監管總局將積極組織各地市場監管部門和有關單位做好《指導意見》的貫徹落實，按照有關規劃部署，紮實推動國家碳計量中心建設，確保國家碳計量中心規範有序發展，進一步發揮碳計量基礎支撐和保障作用，助推國家碳達峰碳中和目標實現。
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