香港推出特別版天星小輪 迎接「港產」大熊貓龍鳳胎周歲生日
2025-11-26 03:14 4,379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)
興安盟8月7日電 (記者 張瑋)2025扎賚特旗農牧民那達慕，7日在內蒙古自治區興安盟扎賚特旗巴達爾胡賽馬場開幕，一支由北京學生和當地學生組成的方隊備受矚目。這些北京孩子跨越千裡來草原，只為參加一場那達慕大會。 圖為北京、扎賚特旗學生方隊參加那達慕開幕式。 馬金瑞 攝 活動以「吉祥扎賚特北疆好風光」為主題。開幕式上，50位騎手在道路兩側夾道迎賓，主持人及12名禮儀人員身穿蒙古袍、手捧藍色哈達，向遠道而來的朋友致以熱烈歡迎，數十名北京內蒙古協作小使者共同唱響《站在草原望北京》。 今年10歲的齊晨光第一次來內蒙古參加那達慕，能當一天「草原孩子」讓他激動不已，「我和扎賚特旗的同學手牽手走過主席臺的那一刻，感覺自己也是在草原上長大，擁有遼闊的胸襟。」 圖為北京、扎賚特旗學生共同表演《站在草原望北京》。 馬金瑞 攝 「當地的同學們熱情好客，我們交流了很久。」就讀於西安交通大學的大三學生高峻飛利用暑假報名參加了此次活動。「這些年，北京好多老師扎在這裡為草原教育輸入前沿教學理念，實現了讓草原孩子走進『北京課堂』，所以我們之間仿佛有著天然的親近感。」 活動現場發布北京與內蒙古草原研學「十個一」研學標準，內容包含體驗一次稻田插秧、參加一場那達慕盛會、學一次「非遺」技藝、交一個內蒙古朋友、學唱一首草原歌曲等內容。 圖為北京第五實驗學校學生在扎賚特旗稻田裡上了一堂「插秧課」。 武志供圖 帶隊老師武志接受記者採訪時表示，扎賚特旗是一塊「寶藏之地」，這裡是科爾沁草原、松嫩平原、東北黑土地的交匯處，既有山川和平原，也不乏丘陵與溼地，孩子們能感受農耕文化、草原文化，了解生物多樣性。 「去年我們組織600多名北京孩子來扎賚特旗研學，今年1006名扎賚特旗孩子去了北京，大家都互相留了聯繫方式，形成非常好的互動。」武志說，9月份，北京市豐臺區的上千名中小學生還會來扎賚特旗感受這裡的熱情豪邁。(完)
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