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2026-02-09 21:38 2,173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)
城市的核心是人，從「城市角落」變口袋公園、一刻鐘便民生活圈、老舊小區加裝電梯等細節中不難看出，黨員幹部用心用情、勤勤懇懇、嚴謹細緻，用「繡花」功夫，串起一件件民生「小事」，為群眾繡出一朵朵「幸福之花」。描線需嚴謹，嚴謹鑄基石。所謂「繡花」，就是以細緻入微的技法行針描線，工藝繁瑣，一處針腳的錯誤就可能影響最終的圖案。對待民心亦是如此，針腳一疏，就會有民聲遺漏，尺寸一偏，就可能會失之毫釐、謬以千裡。可見，嚴謹是「繡花」的基本功，也是為民服務的度量衡。黨員幹部當養成嚴謹的工作作風，視民聲如指令，視民需如考卷，於政策謀劃之初便深察細研，慮及周全；於措施推行之際審慎周密，反覆校驗。唯有在每一個環節都貫注如臨如履的審慎，方能確保政策的針腳精準落在民生的經緯之上，真正將為民的初心熔鑄為堅實可靠的行動基石。絲線有韌性，韌性顯擔當。治小者不可怠，民生問題刻不容緩，群眾需求不會停歇。政策落地的「最後一公裡」，服務群眾的「最後一米」，都需要黨員幹部用腳步去丈量，用行動去打通。誓言「水過不去、拿命來鋪」的黃大發敢啃硬骨頭，歷時36年帶領村民在峭壁懸崖間開鑿「生命渠」；「燃燈者」鄒碧華盡其一生在司法改革深水區迎難而上，照亮法治進步的航程等等，這些「迎難而上」的姿態，傳遞的是堅持不懈的韌性，勇毅前行的擔當。新時代新徵程，黨員幹部當延續這種韌性，以釘釘子的精神，一錘接著一錘敲、一項接著一項幹，在面對複雜問題時，不退縮、不推諉，迎難而上、披荊斬棘，矢志不渝為人民謀幸福、為民族謀復興。針法重細節，細節見真章。「天下大事，必作於細」，細節是事物發展的關鍵點和突破口，也是量變到質變的基石。獲得民心、順應民心，得在細處用功、小處著力。一盞路燈的明滅、一條盲道的暢阻、一扇窗口的效率，這些看似瑣碎的「針腳」，恰是群眾感知冷暖最直接的「溫度計」。黨員幹部當涵養於無聲處聽驚雷，於細微處察民情的精神境界，以「致廣大而盡精微」的執著，將為民服務的「針腳」繡得綿密、繡得熨帖，讓發展的成果精準滴灌至每個角落、每位居民的心田，真正在城市的經緯線上繡出經得起群眾檢驗、歲月沉澱的「民心錦繡」。（作者：李梓萌）
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