新華社權威快報|《綠水青山繪就美麗畫卷——生態文明建設的中國創新與世界意義》智庫報告發布
2025-12-11 05:59 3,279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)
8月13日電 據中央氣象臺網站消息，雲南、湖南、湖北及京津冀等地出現強降雨天氣。預計未來三天，受「楊柳」影響，我國東南部海區及華南、江南南部、西南地區東部等地有強風雨天氣，關注颱風災害影響；江漢、江淮、黃淮、華北、東北等地多陣雨和強對流天氣，關注局地強降雨可能引發的次生災害及對交通、旅遊、農業生產等的不利影響。 昨日雲南湖南湖北及京津冀等地出現強降雨 昨日8時至今日6時，雲南中部、貴州南部、廣西北部、湖南北部、湖北中南部、浙江中西部、江蘇中部及河北中部和東北部、北京東南部、天津北部等地部分地區出現暴雨或大暴雨(100～123毫米)；上述地區最大小時降水量30～50毫米，局地60～80毫米。內蒙古東南部、陝西中部、山西中南部、河北中部等局地出現雷暴大風。 重點天氣預報 颱風「楊柳」將給華南等地帶來強風雨 今年第11號颱風「楊柳」已於今天(13日)早晨加強為強颱風級，早晨5點鐘其中心位於臺灣臺東市東偏南方向大約170公裡的西北太平洋洋面上，就是北緯22.0度、東經122.6度，中心附近最大風力14級(42米/秒)，中心最低氣壓955百帕，七級風圈半徑為170~320公裡，十級風圈半徑為80~100公裡，十二級風圈半徑為50公裡。 預計，「楊柳」將以每小時25-30公裡的速度向西偏北方向移動，強度還將有所加強，即將於13日中午前後在臺灣東南部沿海登陸(颱風級或強颱風級，40~45米/秒，13~14級)；穿過臺灣島後13日下午進入臺灣海峽，並將於13日夜間至14日凌晨在福建廈門到廣東汕頭一帶沿海再次登陸(強熱帶風暴級或颱風級，25~33米/秒，10~12級)；以後繼續向西偏北方向移動，強度逐漸減弱。 預計，8月13日08時至14日08時，黑龍江中部、吉林西部、遼寧西部、河南南部、湖北中部、江蘇北部、雲南西部、廣東東部、福建東部和南部、西藏南部、臺灣島大部等地部分地區有大到暴雨，其中，福建東南部、廣東東南部、臺灣島東部和南部等地部分地區有大暴雨，臺灣島東部和南部等地局地特大暴雨(250～390毫米)。上述部分地區伴有短時強降水(最大小時降雨量20～50毫米，局地可超過70毫米)，局地有雷暴大風等強對流天氣。東海南部、臺灣以東洋面、南海東北部、巴士海峽、臺灣海峽、臺灣島北部及其沿海、福建北部沿海、廣東中東部沿海將有6~8級大風，臺灣島南部及其沿海、福建中南部沿海、臺灣東南洋面、臺灣海峽和巴士海峽的部分海域風力可達9~10級，颱風中心經過的附近海域和地區風力有11~14級，陣風15-16級。中央氣象臺8月13日06時繼續發布颱風黃色預警和暴雨黃色預警。 颱風「楊柳」未來60小時路徑概率預報圖(8月13日05時-15日17時) 圖片來源：中央氣象臺網站 全國強降雨落區預報圖(8月13日08時-14日08時) 圖片來源：中央氣象臺網站 東北地區等地有強對流和較強降水 13日，東北地區及黃淮、江淮等地有較強降水，部分地區有雷暴大風或冰雹，並伴有短時強降水等強對流天氣。 預計，8月13日08時至14日08時，內蒙古東南部、東北地區北部和西部、蘇皖北部、華南東部等地的部分地區將有8級以上雷暴大風或冰雹天氣，其中，黑龍江東北部、遼寧西部、福建南部、廣東東部等地的部分地區將有10級以上雷暴大風，最大風力可達11級以上。中央氣象臺8月13日06時繼續發布強對流天氣黃色預警。 全國雷暴大風或冰雹預警圖(8月13日08時-14日08時) 圖片來源：中央氣象臺網站 國內未來三天具體預報 8月13日08時至14日08時，黑龍江中部、吉林西部、遼寧西部、河南南部、湖北中部、江蘇北部、雲南西部、廣東東部、福建東部和南部、西藏南部、臺灣島大部等地部分地區有大到暴雨，其中，福建東南部、廣東東南部、臺灣島東部和南部等地部分地區有大暴雨，臺灣島東部和南部等地局地特大暴雨(250～390毫米)。臺灣以東洋面有12～13級風，陣風14～15級；臺灣海峽、巴士海峽有10～11級風，陣風12～13級。 全國降水量預報圖(8月13日08時-14日08時) 圖片來源：中央氣象臺網站 8月14日08時至15日08時，華南大部和內蒙古中部、黃淮、江南西部和南部等地部分地區有中到大雨，其中，廣東大部、廣西東部、湖南南部、江西南部等地部分地區有暴雨或大暴雨，廣東北部局地特大暴雨(250～300毫米)。 全國降水量預報圖(8月14日08時-15日08時) 圖片來源：中央氣象臺網站 8月15日08時至16日08時，貴州、廣西西部和北部、湖南西部、四川盆地東南部、重慶南部和黑龍江南部、吉林北部、遼寧南部、華北中南部、山東北部等地部分地區有中到大雨，其中，貴州大部、廣西北部和黑龍江西南部、吉林北部、遼寧東南部、山西東部、河北東南部、山東西部、重慶東南部等地部分地區有暴雨或大暴雨(100～200毫米)。 全國降水量預報圖(8月15日08時-16日08時) 圖片來源：中央氣象臺網站
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