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2025-11-22 12:17 2,479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)
中央氣象臺8月11日10時繼續發布暴雨黃色預警： 預計，8月11日14時至12日14時，重慶大部、四川南部、雲南北部、貴州北部和中部、湖北南部和東部、湖南西北部、安徽中部、江蘇中部以及甘肅中部、內蒙古東部等地部分地區有大到暴雨，其中，重慶東部、貴州東北部、湖北西南部、湖南西北部、江蘇中部等地部分地區有大暴雨，重慶東南部等地局地特大暴雨(250～260毫米)。上述部分地區伴有短時強降水(最大小時降雨量20～50毫米，局地可超過70毫米)，局地有雷暴大風等強對流天氣。 甘肅蘭州、江蘇南京等多地發布通知：部分景區臨時關閉。 甘肅蘭州 據「蘭州文旅」微信公眾號消息，蘭州市文化和旅遊局11日發布公告： 根據蘭州市自然資源局、市氣象局發布的地質災害氣象風險預警，8月11日下午至8月12日上午，蘭州市將再次出現降水天氣過程，受降疊加效應影響，部分地區發生崩塌、滑坡、泥石流等地質災害的風險較高。 為確保廣大遊客和市民的生命財產安全，有效防範降雨可能引發的山洪、泥石流、滑坡等次生災害風險，8月11日0時至8月12日0時，蘭州吐魯溝國家森林公園、榆中棲雲田園小鎮景區、榆中老家·浪街景區、永登樹屏小鎮景區臨時關閉。請廣大遊客、市民及時調整遊覽安排，切勿擅自進入關閉景區或在景區周邊危險區域逗留。 當前土壤含水飽和、土質鬆動，疊加降水極易誘發次生滑坡、崩塌等地質災害，局地短時強降水還可能引發中小河流洪水及山洪災害。請廣大遊客、市民朋友密切關注天氣、地質預警信息，合理安排行程，避免前往景區未開發開放等缺乏安全保障區域和周邊山區、河道等危險地帶。注意防範前期累積較大降水量引發的崩塌、滑坡、泥石流等地質災害。自駕遊旅遊者請密切關注天氣變化，避開惡劣天氣和危險路段。 江蘇南京 8月11日，南京市氣象臺發布暴雨藍色預警信號，預計浦口、鼓樓、秦淮、建鄴、玄武、雨花臺、棲霞、江北新區、六合、江寧等區的大部分街道(鎮)將出現6小時50毫米以上的強降水。 受天氣影響 南京多家景區宣布暫停營業 ↓↓↓ 南京歡樂谷、南京瑪雅海灘水公園 湯山歡樂水世界 部分高速限速 8月11日10時30分，G40滬陝高速揚州、南京段由於降雨，江都南至六合東雙向入口禁止三超車輛、危化品運輸車駛入高速公路，限速80公裡/小時。 8月11日9時58分，S55寧宣高速南京段由於降雨，柘塘至天生橋限速80公裡/小時。 8月11日9時56分，S88南京機場高速南京段由於降雨，花神廟樞紐至祿口機場限速80公裡/小時。 重慶 8月10日，重慶橘城旅遊投資開發有限責任公司關於景區閉園的通知：由於忠縣受極端天氣的影響，自8月10日即時起至8月11日，烽煙三國景區、石寶寨景區、白公祠文博景區、皇華城景區、田園綜合體景區全時段閉園，期間暫停一切遊客接待活動。 四川 四川省文化和旅遊廳8月10日晚發布二級(橙色)旅遊風險提示，明確8月10日20時至11日20時，省內12個縣(市、區)旅遊活動面臨較大山洪災害風險。 此次預警區域包括內江市威遠縣、隆昌市、資中縣，自貢市貢井區、自流井區、富順縣、榮縣，宜賓市翠屏區、敘州區，瀘州市瀘縣，雅安市漢源縣、石棉縣，上述區域發生山洪災害的可能性大。 受天氣影響 四川多家景區宣布臨時閉園 ↓↓↓ （微信公眾號）
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