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2025-11-24 21:52 3,314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)
日常生活中，潛藏著一些被我們忽視的致癌元兇。了解這些物質並採取相應措施減少接觸，對於我們和家人的健康至關重要。 土榨花生油 很多人認為土榨花生油更香，但要特別提醒：土榨花生油一直都是強致癌物黃麴黴毒素超標的重災區，因為這些油沒有經過精煉處理，很容易讓黃麴黴毒素「安家落戶」。 除了土榨花生油，黃麴黴毒素也可能存在於發黴的花生、玉米等糧油產品中。因此，儲存糧食時建議保持乾燥、通風，出現黴變的食品應果斷丟棄。 那麼，如果家中的筷子或砧板不慎接觸了含有黃麴黴的糧油產品，需要整套丟掉嗎？ 黃麴黴需要特定的環境和營養物質才能生長，要產生黃麴黴毒素也需要一定的條件，而筷子、砧板等不存在豐富的營養，較難產生黃麴黴毒素。 建議洗完筷子後，烘乾或晾曬後再放置於筷桶；砧板用完後記得擦乾，豎放或懸掛。此外，還要經常定期消毒。 檳榔 很多人都有嚼檳榔的習慣。然而，檳榔是世界衛生組織下屬的國際癌症研究中心定義的1類致癌物(1類致癌物是指有明確致癌作用的物質)。檳榔會導致口腔癌，嚼檳榔還有很強的成癮性，一旦開始嚼就很難戒掉。 口腔癌是最常見的頭頸部惡性腫瘤，全球每年新發病例約30萬例，其中近半數患者死亡。我國每年新增口腔癌患者約5.8萬例，男性患者佔70%以上。 專家介紹，與其他癌症相比，口腔癌比較容易發現。早期口腔癌的患者治癒率較高，在我國可以高達90%。一旦到了中晚期，五年生存率在55%～65%。希望大家能夠珍惜生命，遠離檳榔。 油煙 烹飪時產生的油煙是室內空氣汙染的主要來源之一，會對人體健康構成嚴重威脅。 有數據顯示，肺癌已超過乳腺癌成為女性最常見癌症。但是，女性通常吸菸率很低，為什麼肺癌發病率卻很高？其中一個原因就是高溫油煙。 油煙中的有害物質，如苯並芘、丙烯醛等，存在誘發肺癌的風險。研究表明，在不吸菸的女性群體中，長期接觸炒菜油煙的人肺癌的發生風險會提高3.79倍。 每次做飯應提前打開抽油煙機，烹飪結束後不要立刻關閉，應持續開啟幾分鐘，以清除殘留油煙。 平時做菜也儘量減少爆炒、煎、炸等容易產生油煙的烹飪方式，多採用蒸、煮、烤、涼拌。如果抽油煙效果不好，可以用微波爐、烤箱等工具替代明火烹飪。 魚生、醉蝦等 去南方沿海地區旅遊的朋友，很可能都吃過魚生、魚生粥等淡水魚蝦食品。 需要注意的是，淡水魚中有一種非常常見的寄生蟲——華支睪吸蟲，也叫肝吸蟲，是我國感染率最高的寄生蟲之一，是1類致癌物。 生吃淡水水產是造成肝吸蟲感染最重要的因素。目前已知有近70種淡水水產都可以感染肝吸蟲。因此，大家儘量不要生吃淡水魚蝦。自己在家做淡水魚蝦時，也要注意將案板、刀具以及容器等生熟分開，防止交叉汙染。 監製丨李浙 主編丨杜顯翰 作者丨阮光鋒 科信食品與健康信息交流中心副主任 審核丨張宇 中國疾病預防控制中心研究員 醫學博士 (央視新聞客戶端)
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