事關全國碳市場建設，中辦、國辦重磅文件對外公布
2025-10-22 14:53 9,168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)
8月13日，上海展覽中心友誼會堂舉辦了「書香金山 人文華章——『金山人文叢書』新書發布會」。會上正式推出了《王鴻緒集》、《金山錢氏家刻書目》等六部凝聚最新研究成果的著作。眾多學者、讀者和文化愛好者齊聚一堂，共同見證金山深厚文化底蘊的傳承與創新發展。金山擁有悠久的歷史和豐富的文化積澱。為了更好地保護和傳承這份寶貴遺產，在中共金山區委宣傳部的指導下，專家學者們系統梳理金山文脈，精心編纂了這套「金山人文叢書」。叢書包含兩個重要部分：一部分是「新守山閣」叢書，主要致力於整理和重新解讀金山地區珍貴的古代文獻、藏書目錄和學術著作，目標是讓這些原本束之高閣的典籍能被現代人理解和研究，長久流傳下去；另一部分是「看見金山」書系，側重於用通俗易懂的方式，向大眾講述金山的文化名人、歷史故事和獨特精神，幫助更多人了解和喜愛金山，提升區域文化影響力。中共金山區委常委、宣傳部部長俞旻驍在發布會上致辭強調，新時代需要文化新作為。這套叢書的出版，讓沉睡的古籍煥發生機，使豐富的文化浸潤日常生活，為金山打造「上海灣區」城市品牌、推動轉型發展和塑造新形象，提供了堅實的文化根基和精神動力。復旦大學出版社董事長嚴峰表示，這套叢書在保持學術嚴謹性的同時，也注重傳播的親和力，是高校學術力量與地方文化建設成功合作的典範。發布會現場，俞旻驍、復旦大學李天綱教授等嘉賓共同為新書揭幕。李天綱教授在演講中特別指出，金山是名副其實的「人文大區」，其標誌性的「守山閣」文化及相關文獻，是理解江南地區乃至中國近代社會變遷和中華文明特質的一個關鍵窗口，對深化長三角學術研究具有重要價值。在隨後的交流環節，《湖樓校書記》的編者分享了古代「守山閣」學派嚴謹治學精神對當代的啟示。現場讀者反響熱烈，圍繞「如何吸引年輕人關注古籍」以及「金山文化如何更好地傳承發展」等話題進行了深入討論。金山地處杭州灣北岸，是上海的西南門戶，也是上海最早有人定居和設立行政管理的地方，歷史極為悠久。這片土地上名人輩出，古蹟眾多，文化光輝燦爛。從南朝地理學家顧野王、唐代詩僧船子和尚，到明代書法名家沈度、近代書法大師白蕉，再到弘揚國學的南社領袖高燮、姚光，以及專注古籍校勘的「守山閣」傳承……千百年來，金山孕育了無數文化明星，是江南文脈的重要承載地。因此，系統性地搶救和整理金山浩如煙海的地方文獻，不僅是對先人智慧的高度致敬，更是為未來保存文化根基的必然擔當。這套「金山人文叢書」的出版，正是金山在新時代承擔起「盛世修文」文化使命的具體體現。據了解，「金山人文叢書」還將繼續推出新的研究成果。金山區博物館也將同步舉辦相關的文化講座、展覽等活動，讓這些寶貴的文化遺產真正「活」起來，走進公眾生活。此次叢書的成功發布，標誌著金山在系統梳理自身文化脈絡、有效活化利用文化遺產、促進文化與旅遊、商業、農業等相關產業融合發展的道路上，邁出了紮實的一步。金山正乘著這套叢書的「書香」之舟，在新時代的文化浪潮中揚帆前行。翻閱書頁，千年的文脈便生動流淌。一個充滿文化自信、閃耀著人文光輝的「上海灣區」金山，正從深厚的歷史積澱中走來，向世界展示其獨特的魅力。
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