國際最新研發小型太陽能漂浮裝置 凸顯光泳飛行探索太空潛力
2025-11-23 13:19 7,928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)
央廣網天津8月8日消息(記者 褚夫晴)輕風吹拂的海河波光粼粼，坐落於「黃金彎道」的津灣廣場遊人如織。當塔樓迎著夕陽的餘暉，法式建築群落的輪廓掠過河面，與對岸天津站的鐘樓、解放橋的鋼鐵桁架隔空對話時，一幅鐫刻著津派文化基因的畫卷躍然眼前。 「最美一灣」俯瞰圖(央廣網記者 褚夫晴 攝) 「天津的骨子裡就帶著『兼容並包』的勁兒，這在津灣廣場的一磚一瓦裡都能找到痕跡。」天津城投集團資管公司津灣廣場經營管理事業部總經理溫昊陽的話，道出了這片建築群的文化密碼。漫步於此，復刻百年風貌的建築廊柱上，西洋浮雕美輪美奐；全國首個沉浸式相聲會館裡，「逗哏」「捧哏」的津味幽默穿透時空，讓觀眾在笑聲中讀懂天津人樂觀豁達的市井哲學。 津派文化的生命力，在於傳統與現代的碰撞。2024年，津灣廣場舉辦的六十餘場活動裡，南北非遺展演讓天津皇會和潮汕英歌舞同臺亮相，非遺技藝跨越千裡碰撞交融；策展式鬆弛感街區中，品牌歡樂購、即興喜劇遊戲派對以及愛心義賣等，不僅滿足遊客們的好奇心，更提供了多元化、有深度的消費體驗；夜間市集的霓虹下，茶湯的甜香與咖啡的醇厚交織，天津衛的「煙火氣」與都市的「時尚感」完美融合，這正是津派文化海納百川的生動註腳。 作為津派文化的重要展示窗口，津灣廣場正讓更多人透過包容與創新，讀懂天津。引入的「首店經濟」裡，既有國際品牌的新潮設計，也有津味老字號的創新門店；國圖·津灣文創空間中，孩子們學扎風箏、捏麵人，在體驗老手藝的同時，種下對本土文化的熱愛……如今，這份獨特的津派文化正通過京津冀文旅協同的紐帶向外輻射。 市民在海河畔納涼(央廣網記者 褚夫晴 攝) 「北京承載著千年古都的厚重，河北展現著燕趙大地的豪邁，天津則以『兼容並包』的津派文化為特色。」溫昊陽介紹道，「我們正與京冀文旅部門聯合設計文化遊京津冀路線，讓遊客可以一站式體驗多元文化魅力——北京看古都文化，河北覽燕趙山河，天津品中西合璧。」 夜幕降臨，津灣廣場塔樓燈光秀在建築立面上流轉——從三岔河口的漕運盛景，到九河下梢的碼頭喧囂，再到如今的都市繁華，光影裡跳動的，是津派文化綿延不絕的脈搏。而這「最美一灣」，正以文化為橋，讓津味風情成為這座城市最亮眼的色彩。
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