（輝煌60載 魅力新西藏）西藏青年活佛的學修人生
2025-11-02 01:57 9,651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)
中國天氣網訊 近期，受季風影響，華南多地連遭強降雨侵襲。昨天(8月4日)，廣東、香港多地遭特大暴雨，多條鐵路採取限速運行，廣州多個景區關閉。今明天，上述地區仍有強降雨，局地累計雨量可超300毫米，需警惕疊加降雨可能導致的山體滑坡、泥石流等次生災害，正值暑期出遊高峰，建議公眾合理規划行程，儘量避開強降雨時段出行。 昨天，華南多地出現強降雨，廣東中東部、廣西東部等地部分地區出現暴雨或大暴雨。其中，廣東東莞、深圳、惠州、汕尾和香港等地出現特大暴雨。深圳市繼2018年颱風「山竹」後，再度發布全市暴雨紅色預警信號，降雨持續時間長，且具有累計雨量大、短時雨強大、出現範圍廣、致災風險高等特點。 為應對強降雨，昨天，國鐵廣州局啟動防洪應急響應，對途經貴廣高鐵、杭深高鐵和甬廣高鐵部分動車組列車採取限速運行或停運措施，廣州市多個景區發布閉園公告，暫停對外開放。 今天早晨，華南多地再遭強降雨，廣東的深圳、汕尾、東莞，均已經出現大暴雨。預計今天白天至明天，廣東、廣西多地仍有強降雨，廣東大部和廣西中東部有大到暴雨，部分地區大暴雨，局地特大暴雨，部分地區累計降水量150至250毫米，局地在300毫米以上。 華南的降雨為何這麼強？中國天氣網氣象分析師葉夢龍介紹，近期江南南部和華南處於高壓之間的凹陷區，高空有渦旋和切變線形成，同時在低空季風氣流活躍，有大量的西南風輸送水汽，抵達華南形成輻合帶，為降雨提供了充足的水汽和動力條件。 今明天，隨著高壓系統和低空水汽輸送帶的西行，強降雨中心逐漸向西轉移，最顯著的降雨區域將集中在廣東中北部和廣西一帶。 城市中，廣東的清遠、增城和廣西梧州等地今明天仍處降雨核心影響時段，其中清遠今天有暴雨轉大暴雨，增城和梧州或現大雨到暴雨；廣西柳州核心降雨時段為明後天，將遭大雨侵襲。 中國天氣網提示，近期華南強降雨頻繁，部分地區雨量已經明顯偏多，需警惕強降雨疊加可能誘發的地質、山洪、城鄉積澇等。預計7日起，華南降雨將會向西北方向收縮，廣東多地雨水減弱，8日大部地區強降雨將停歇，正值暑期出遊高峰，前往華南地區的小夥伴，需警惕地質災害的滯後性，持續做好防範措施。
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