（輝煌60載 魅力新西藏）雪域展新顏——西藏自治區成立60周年慶祝大會側記
2025-11-12 11:14 8,856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9日電 (記者 陳杭)採摘清甜多汁的鮮食玉米、清蒸甜玉米保留原汁原味的香甜……9日，「2025京津冀鮮食玉米產業發展大會·第十一屆北京鮮食玉米節延慶分會場暨舊縣鎮鮮食玉米旅遊季」開幕式在北京市延慶區舊縣鎮舉辦。大會以「舊縣鮮玉，引領未來」為主題，面向全國徵集了農科糯323、京紫糯519、飛花336等139個國內最新培育的鮮食玉米品種。 圖為2025京津冀鮮食玉米產業發展大會·第十一屆北京鮮食玉米節延慶分會場暨舊縣鎮鮮食玉米旅遊季。北京市延慶區供圖 大會旨在促進京津冀地區鮮食玉米產業協同發展，全面展示鮮食玉米產業的最新成果和發展趨勢，推動現代農業高質量發展，促進農民增收、農業增效，助力鄉村振興。 由3位專家與15名市民代表組成的評審團，通過田間評價與室內品鑑相結合的方式，評選適宜在北京延慶種植的「三十佳」品種。依據群體表現、抗病蟲性、抗逆性、豐產性、適採期等田間表現評分標準，以及色澤、風味、糯性、甜度等蒸煮品質，從139個品種中，分別評審出甜玉米、糯玉米、甜糯玉米三個品類中最適宜在延慶本地生長的品種。 圖為2025京津冀鮮食玉米產業發展大會·第十一屆北京鮮食玉米節延慶分會場暨舊縣鎮鮮食玉米旅遊季。北京市延慶區供圖 活動現場，北京作物學會理事長、北京市農林科學院玉米首席科學家趙久然等專家，分享鮮食玉米產業的最新研究成果和發展趨勢，涵蓋品種選育、種植技術、病蟲害防治、產後加工、市場營銷等全產業鏈環節。中國郵政集團有限公司北京市延慶區分公司與北京中順種植專業合作社籤訂鮮食玉米採購協議，進一步拓寬鮮食玉米的銷售渠道。 作為本屆鮮食玉米節的重要組成部分，分會場以「品鮮食玉米、賞田園風光、享鄉村樂趣」為主題，串聯起百畝鮮食玉米迷宮、千畝綠色種植基地、有機農產品市集等特色場景，融合舊縣玉米宴、龍慶峽勝景與雲瀑燈影，為遊客帶來一場集「遊、觀、購、食、賞」於一體的鄉村文旅盛宴。(完)
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