廣州：「智匯琶洲·優品雲集」樓宇生態節開幕
2026-02-08 04:20 6,932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)
北京8月8日電 中國國家氣候中心8日消息，7月1日至8月5日，全國平均高溫日數7天，為1961年以來歷史同期最多。 據監測，7月5日至8月5日，全國平均氣溫為23.7℃，較常年同期偏高1.5℃，為1961年以來歷史同期最高。其中，湖北、山東、四川、重慶、青海、河北、甘肅、山西、陝西、河南等10省(市)平均氣溫為歷史同期最高。 此外，新疆、陝西、山東、江蘇、安徽、四川、重慶、湖北等地共有347個國家級氣象觀測站日最高氣溫達極端事件監測標準。其中，新疆吐魯番東坎(48.7℃)、重慶巫溪(44.2℃)、陝西興平(43.1℃)等56站日最高氣溫破歷史極值。 7月1日至8月5日，全國平均高溫日數7.0天，為1961年以來歷史同期最多。35℃以上高溫影響範圍達497.9萬平方公裡，約佔國土面積的51.9%，38℃以上高溫影響範圍達到251.4萬平方公裡，約佔國土面積的26.2%。 降水方面，今年，華北雨季於7月5日正式開啟，與常年平均開啟日期7月18日相比偏早，為1961年以來最早。7月5日至8月5日，全國平均降水量為116.7毫米，較常年同期偏少5.9%，發生暴雨過程13次，較常年同期偏多5次。 同期，全國共102個國家級氣象觀測站日降水量達到極端事件監測標準，河北易縣(351.7毫米)、浙江慈谿(261.8毫米)、貴州習水(224.5毫米)等20站突破歷史極值。 7月以來氣象呈現暴雨過程多極端性強、颱風生成登陸多、高溫持續時間長影響範圍廣極端性強、江淮黃淮等地乾旱露頭發展的特徵。 關於7月以來氣候異常的主要環流成因，國家氣候中心氣候預測室正高級工程師支蓉分析，7月西北太平洋副熱帶高壓(簡稱「副高」)脊線位置為歷史同期最北，沿副高外圍北上的暖溼氣流偏強，豐沛的水汽與南下的冷空氣在北方地區交匯，導致華北、內蒙古等地降水異常偏多，形成一條雨帶。此外，副高偏北配合熱帶大氣季節內振蕩東傳，整體有利於西北太平洋對流活躍，進而有利於颱風生成個數偏多。受颱風影響，華南及東部沿海降水異常偏多，形成另一條雨帶。兩條雨帶中間的江淮、黃淮及西南地區東部等地，由於受副高主體穩定控制，盛行下沉氣流，造成高溫少雨、乾旱發展。(完)
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