事關全國碳市場建設，中辦、國辦重磅文件對外公布
2025-11-29 22:00 2,593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)
銀川8月7日電 (記者 李佩珊)8月7日，記者走進寧夏固原市涇源縣的菌菇產業基地，近萬支菌棒整齊排列，形成綿延不絕的「菌棒矩陣」。在這些孕育生命的基床上，形態各異的蘑菇正悄然綻放，仿佛大地撐開的無數「小傘」，共同撐起了這片土地上鄉村振興的豐收圖景。 農戶採收成熟的蘑菇。 吳文春 攝 地處六盤山腹地的涇源縣，憑藉1800至2000米高海拔、650毫米以上年降水量的冷涼氣候優勢，精心培育菌菇特色產業，構建起完整的「種植-加工-銷售-旅遊」全產業鏈體系，讓小小菌菇成為帶動農戶增收的「致富傘」。 新鮮採摘的蘑菇。 吳文春 攝 在涇源縣黃花鄉羊槽村菌菇基地內，農戶正忙著採摘成熟的黃金菇。基地外，包裝完好的黃金菇已全部裝車，即將運輸到各地消費者的餐桌上。據負責人於紅兵表示，僅黃金菇的種植、採收環節就已帶動30餘名村民實現穩定就業，「採蘑菇的農戶月收入超過了3000元，真正實現了掙錢顧家兩不誤。」他表示。 今年，涇源縣出臺《2025年菌菇產業專班工作方案》，配套4項精準獎補政策，投入專項扶持資金3000餘萬元，推動產業規模持續擴大。為夯實產業發展基礎，涇源縣6家菌菇生產企業持續發力，其中3處標準化菌棒生產車間年產能突破600萬棒。配套建設的保鮮庫、分揀晾曬車間和烘乾生產線等設施，為村民提供了菌棒生產、產品初加工等多樣化就業選擇。 目前，涇源縣已建成10處設施大棚菌菇栽培基地和11個仿生林菌基地，帶動33個村集體經濟組織共同發展，1457戶農戶通過參與菌菇種植實現家門口就業。不止如此，在菌菇產業鏈中下遊，4個現代化菌菇交易中心、4座冷鏈倉儲設施和6家專業分揀企業高效運轉，創造了大量分揀、包裝、物流等就業崗位。 據統計，涇源縣今年菌棒上架量突破1000萬棒，黃金菇等特色品種在黃花鄉羊槽村試種成功，涇河源鎮、大灣鄉等地新建的食用菌種植基地有效帶動周邊村民就業，全縣菌菇產業鏈就業人數近5000人。 「我們通過品種多元化、品質標準化，讓產業鏈各環節都能創造就業機會。」涇源縣農業綜合服務中心副主任李志廣介紹，當前正在推進2個菌菇產業園、2處現代化菌棒生產車間建設，計劃培育18個專業種植示範村和1000戶庭院種植示範戶，預計將新增大量就業崗位。 從田間地頭到交易市場，從初級加工到品牌打造，涇源縣通過全產業鏈布局，讓菌菇產業成為就業「蓄水池」和增收「新引擎」。隨著產業鏈持續完善，越來越多的農戶正分享著產業發展的紅利，這條綠色產業鏈已成為鄉村振興路上的亮麗風景。(完)
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