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2026-02-07 17:21 8,573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)
哈爾濱8月14日電 題：中西音符共舞：哈爾濱，一座被音樂浸透的城市 記者劉錫菊 松花江畔，夜幕如墨。哈爾濱音樂廳內，琥珀色燈光下，尤泓斐的歌聲如清泉般傾瀉而出。臺下，不同膚色的觀眾屏息凝神，映照出這個夏天被音樂點亮的眼神——在「音樂之都」哈爾濱，第37屆「哈爾濱之夏」以「讓世界聽見哈夏」為號角，讓中西音符在此交融共鳴。 在西方音樂文化的影響下，中國最早的音樂學校、中國第一個交響樂團相繼發源於哈爾濱。西方古典音樂的種子，自此在遠東的黑土地上生根發芽，交響樂與歌劇的旋律，悄然融入市民的呼吸之間。2010年，哈爾濱更是被聯合國授予「音樂之城」的稱號。 始於1961年的中國哈爾濱之夏音樂會是這座「音樂之城」的又一個「標識」。談及「哈夏」，中央歌劇院女高音歌唱家尤泓斐使命感油然而生：「我的恩師張權先生，是哈爾濱之夏倡議者之一，所以傳承、延續哈爾濱對高品質音樂藝術的追求也是我光榮的使命。」 第37屆中國·哈爾濱之夏音樂會以「讓世界聽見哈夏」為主題。於琨 攝 從1961年首屆音樂會700餘名演員、2萬觀眾起步，到今日第37屆盛事全球矚目，這座舞臺早已成為大師與名團的磁石。鄭小瑛、郎朗、祖賓·梅塔等中外名家留下藝術足跡；英國皇家愛樂樂團、俄羅斯「小白樺」舞蹈團帶來的《天鵝湖》等經典，讓歐洲藝術瑰寶在東方舞臺煥發新彩。 尤泓斐所說的傳承並非簡單的復刻，而是根植於城市沃土的創新求變。「今年『哈夏』的國際化表達更加明顯，被授予了『哈爾濱音樂推廣人』稱號的我特別感慨。」 四十多年前，一曲《太陽島上》讓大家嚮往、熟悉哈爾濱。2024年，尤泓斐重新演繹《太陽島上》，以此向經典致敬、歌唱美好新生活。「小時候，去太陽島是最快樂的事兒。因為一首歌，讓人們認識了一座城市，記得很多人聽了這首歌之後慕名而來。由百年歷史的哈爾濱交響樂團傾情演繹的交響版《太陽島上》，更是憑藉宏大的交響樂表達方式，與這座國際化城市氣質相一致。」 同年，尤泓斐拜訪了《太陽島上》詞曲作者王立平，「那時，王立平先生就說過，『早晚哈爾濱會有更大的騰飛』。」尤泓斐告訴記者。 2025年，第37屆中國·哈爾濱之夏音樂會舉辦3大國際性賽事：2025勳菲爾德弦樂比賽、第二十屆薩克斯管大會及第七屆哈爾濱國際手風琴藝術周。此外，還有79場中外專場演出、3000餘場群眾性文藝活動。 「一個城市，其人文關懷非常重要。從舞臺上走下來，走到江沿的父老鄉親中去，就像我的恩師一樣，把音樂送到每一個角落，有這樣的使命在身，非常光榮。」尤泓斐漫步在這座城市，感受到音樂的生命力早已溢出舞臺，融入城市的毛細血管。 晨光熹微中，一群銀髮老人圍坐在松花江畔的長椅上，手風琴悠揚的旋律裹挾著《莫斯科郊外的晚上》的熟悉調子，在溼潤的空氣中蕩漾。夕陽熔金時分，史達林公園裡，退休教師王阿姨的合唱團正縱情高歌，從《我愛你塞北的雪》到《今夜無人入睡》，歌聲無界；索菲亞教堂廣場前，年輕提琴手的琴盒隨意敞開，維瓦爾第的《四季》與遊客的笑語、鴿群的振翅聲奇妙地協奏著。音樂，在此刻成為普通人生活最浪漫的註腳。當她俯身為腦癱兒童輕聲哼唱起簡單的旋律，看到純真眼眸中閃爍的光亮時，尤泓斐更深切地體會到，這份流淌在城市血脈中的音樂，亦能成為穿透特殊心靈壁壘、傳遞無言關愛的溫暖光芒。 尤泓斐與松花江江邊喜愛文藝表演的市民互動。 尤泓斐 供圖 正如尤泓斐所深切感知的：「音樂在這個城市灑滿愛的種子……是哈爾濱最浪漫的風景。」世界國際音樂比賽聯盟主席彼得·保羅·凱恩瑞斯將哈爾濱譽為「優秀的橋梁建設者」，這座「音樂之城」的魅力，正在於它既珍視百年交響的深厚積澱，也以「哈夏」為軸，熱情擁抱每一次跨越地域與風格的音樂碰撞。 當松花江的晚風再次拂過，尤泓斐的歌聲仿佛仍在空中隱隱迴旋。哈爾濱的空氣中，中西交融的音符從未止息。這座城市以音樂為磚石，在百年時光裡默默砌成一座無形橋梁，跨越地域阻隔，讓人類共通的情感在旋律中找到共鳴。(完)
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