探訪「漳州110」少年警校
2025-12-03 20:46 8,632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)
中國天氣網訊 8月14日0時30分前後，今年第11號颱風「楊柳」二次登陸福建省漳浦縣沿海，登陸時由颱風級減弱為強熱帶風暴級，這也是今年首個登陸福建的颱風。二次登陸後，「楊柳」的移動速度會減慢，將給廣東、廣西、湖南、貴州等地帶來明顯風雨影響，上述地區公眾需加強防範。 今年第11號颱風「楊柳」於8月8日早晨生成，一路向西行進，13日中午以強颱風級在臺灣省臺東縣沿海登陸，成為今年以來登陸我國的最強颱風。隨後，「楊柳」穿過臺灣海峽，於14日00時30分前後在福建省漳浦縣沿海二次登陸，登陸時由颱風級減弱為強熱帶風暴級，中心附近最大風力有11級(30米/秒)，中心最低氣壓為990百帕。 圖為8月14日0時6分前後天氣雷達圖。 13日白天，「楊柳」帶來的降雨便已在臺灣和閩粵沿海一帶展開。截至13日14時，臺灣屏東、臺東局地6小時降雨量超過200毫米，還出現了13至14級陣風，其中蘭嶼最大陣風超過17級。此外，福建沿海的陣風風力也達到8級以上。受其影響，福建廈金航線、泉金航線停航；京廣鐵路、京九鐵路部分列車停運，杭深高鐵、甬廣高鐵、梅汕高鐵部分列車停運。 圖為8月12日福建漳州詔安縣提前部署颱風防範工作，沿海漁船全部進港避風。(圖/陳梅峰 文/沈逸婷) 「颱風登陸不等於危險解除，未來『楊柳』還將深入內陸給多省份帶來明顯降雨。」中國天氣網氣象分析師孫倩倩表示，受到地面摩擦、海上能量補給減少等影響，颱風「楊柳」登陸後強度會逐漸減弱，但它將持續給廣東、廣西、湖南等地帶來強降雨。後期，受副熱帶高壓南側偏東氣流的影響，「楊柳」將繼續西行，其殘餘環流可能會進入貴州境內並消散，也有可能進入四川盆地，在盆地裡逐漸消散。 從降雨進程來看，14日，廣東、廣西、湖南南部為颱風雨影響的核心區域，15日還將影響貴州等地。需要注意的是，「楊柳」的殘餘環流在進入廣西後移速將減慢，給廣西北部、湖南南部等地帶來的降雨時間相對較長、累計雨量大，需警惕可能引發的次生災害。 從歷史數據來看，由於受臺灣島地形阻擋，登陸福建的颱風強度整體不是很強，「楊柳」也是如此。1949年至2024年，所有登陸福建的颱風中，大約58%是以熱帶風暴或強熱帶風暴級別登陸，約35.7%是颱風級別，強颱風和超強颱風加起來不到7%。 中國天氣網提醒，颱風「楊柳」雖然二次登陸我國時的強度不強，但它體型較小，其結構緊密收縮，核心區域附近能量很高。登陸後還將深入內陸，帶來的風雨影響不可小覷，部分地區降雨持續時間長、累計雨量大，需警惕強降雨可能引發的山體滑坡、泥石流等，遠離氣象災害風險較高的地區。(文/王雯雯 設計/陳玉潔 數據支持/徐曉 孫倩倩 審核/張慧 劉文靜 餘曉芬 註：文中颱風數據僅統計熱帶風暴及以上級別熱帶氣旋。)
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