第五屆中蒙博覽會在呼和浩特開幕
2026-01-08 17:59 6,725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)
大峽谷推出新場景新玩法盡享夏日快樂暑期各地的文旅深度遊，吸引了大批遊客，享受假日時光。河南林州太行大峽谷在這個暑期，創新推出了新場景、新玩法，那裡都有哪些好玩的呢？一起去看看。在河南林州太行大峽谷，旅遊業態持續「上新」，這是升級後的峽谷漂流，沿途中增加了「水炮」「喊麥」等環節，增強了遊客的互動感。大峽谷裡除了徒步道，還新增了滑板專屬路段，讓滑板愛好者們在山谷裡嘗試上坡、跳躍、滑行，盡情享受在層巒疊嶂間運動的快樂。在桃花谷景區，「重返童年，渾水摸魚」活動，每天不定時投放200斤活魚放在淺水區，讓遊客盡情感受捕魚的快樂。據統計，今年進入暑期以來，林州太行大峽谷景區遊客同比增長15%。硃砂古鎮清涼出圈遊客避暑新選擇貴州銅仁萬山區硃砂古鎮憑藉清涼宜人的環境，以及別具特色的景點，吸引了不少遊客前來避暑。走進古鎮核心景點「巖鷹窩礦洞」，涼爽氣息撲面而來，洞內溫度常年保持在16℃。「巖鷹窩礦洞」由廢棄汞礦改造而來，遊客在礦道裡，既能避暑，又能了解當年汞礦開採的歷史。除了礦洞，景區的水上項目也很受歡迎。建在懸崖邊的泳池離地面有200多米，遊泳時還能欣賞風景；還有高空漂流，遊客坐著皮划艇順流而下，玩得特別開心。為了滿足遊客的需求，景區延長了營業時間，增加服務人員，並加強安全措施，讓遊客玩得放心。東金線輪渡暑期火爆多舉措保障服務每年七八月，都是輪渡東金線最忙碌的時段。被稱為「上海第一渡」的這個網紅輪渡，因為渡口分別位於外灘和陸家嘴核心地段，吸引了大量遊客前來乘船。7月以來，單日最高客流量超過2.5萬人次。輪渡方面也推出一系列舉措，加強服務保障。傍晚6點，金陵東路渡口不斷有遊客趕來，閘機前排起長隊。最新一班渡船抵達，不少遊客加緊腳步，想去船上搶佔一個最佳位置，觀賞航行中的風景。工作人員控制人流出閘，不斷提醒遊客注意安全。渡輪緩緩離岸，熱浪被江風驅散。甲板瞬間成了移動觀景臺。浦西的萬國建築博覽群與浦東的摩天大樓群在視野中交匯，讓中外遊客驚嘆連連。東金線渡船滿載為400多人，高峰時10分鐘左右一班。進入暑期旅遊旺季，幾乎每班船都滿載出發。為此，輪渡公司通過加密航次、增派引導員等舉措，確保運行安全，同時提升遊客乘坐體驗。
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