浙江安吉發布首個縣域生態文明標準化白皮書
2025-11-23 04:25 1,951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)
西安8月8日電 (記者 張一辰)8日，由國家體育總局、中國足協指導，西安市體育局主辦，西安市足球協會承辦的2025年中國足球協會「全民健身日」主會場(西安站)活動在西安市體育場舉行，這場綠茵嘉年華吸引了近千人參與。 圖為參與此次活動的青少年在球場上拼搶。 張一辰 攝 據了解，此次西安主會場綠茵嘉年華活動內容豐富，設置足球保齡球、頭球大挑戰、精準九宮格、帶球繞障礙等多個項目，參與其中的青少年在足球場上提升技術能力的同時，也可以參與足球知識問答的環節，完成全部打卡後還能獲得相應的獎勵。 此外，這次活動現場專門設置了舊球衣捐贈區，在活動結束後，西安市足協將收集的閒置球衣以及新的足球裝備統一捐贈給貧困山區的孩子，讓所有孩子都感受到足球帶來的溫暖。 當日，翻新改造後的西安市人民體育場內熱鬧非凡，在精準九宮格比賽場地，孩子們迫不及待努力完成每次射門。十歲的張梓晨此次隨父親一同前來，他說：「我很喜歡踢足球，以前在學校經常與同學踢比賽，但這次的足球嘉年華與以往不同，體驗起來更有趣。」 張梓晨的父親也坦言：「孩子打比賽往往會緊張，而這樣的活動要輕鬆很多，以玩樂形式讓孩子感受足球，既能夠增強對足球運動的興趣，又可以鍛鍊身體。」 西安市足協相關負責人表示：「西安有著廣泛的足球人口基礎，孩子們練習足球最初也都是由培養興趣開始。通過這次活動，青少年既鍛鍊了身體，又增長足球知識，接下來我們將繼續把專業培訓與趣味互動相結合，讓足球活動更多走進校園、走進社區，也讓民眾走進專業場館，鼓勵更多少年兒童與足球為伴，與健康同行。」(完)
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