現場「拼積木」 新渝萬高鐵新橋雙線特大橋今合龍
2026-02-06 13:35 4,582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)
天津8月9日電(記者 劉越)近京畿，鄰河海，通內省，來也便利，去也便利。如若天津擁有自己的「身份證」，上面一定鐫刻著一個「水」字。 這座城市成於水、固於水、興於水。自隋唐大運河貫通起，依河傍海的地理位置便為它埋下了文明交融的基因。運河的水脈與多元的文脈在此激蕩，孕育出開放包容的城市品格，恰似海河奔湧入海，既納百川又自成氣象。 《衛志·毛愷德政碑》記載，「永樂初始闢而居之，雜以閩、廣、吳、楚、齊、梁之民」，道出了這座移民之城與生俱來的包容底蘊。三岔河口的漕船往來，不僅載來江南的稻米絲綢，更匯聚了閩廣的商幫、吳楚的匠人、齊魯的儒生。明成祖朱棣賜名的「天子渡口」，在六百年光陰裡，悄然成為中國文化「和合共生」的鮮活樣本。 元代漕運鼎盛時，天津每年轉運漕糧數百萬石，運丁多達十二萬人。南來北往的船隊與「五方雜處」的人口結構，使天津成為天然的文化熔爐。從語言到飲食，從建築到藝術，處處可見南北互鑑、雅俗共賞的深刻印記。 這種交融滲透在城市的肌理之中，這也難怪天津現有的49項國家級非物質文化遺產，大多閃爍著「和合之美」的光彩。南方畫師的文人畫技法融入宮廷畫師的精雕細琢，便形成了楊柳青木版年畫「淡而有味」的獨特風格；本地民歌吸納北方曲藝精髓，便催生出高亢爽朗的天津時調；閩粵商人的媽祖信仰與北方民間祭祀融合，便誕生了規模宏大的天津皇會。 桂發祥十八街麻花用什錦酥條串聯五湖風味，津門法鼓以飛鈸舞動迸發四海豪情；益德成聞藥的茉莉清香飄進西式小樓，古典戲法的「平底拔杯」絕技驚豔世界；隆順榕等老字號將清宮秘方與現代製藥技術結合，藿香正氣水、銀翹解毒片等中成藥得以遠銷海外…… 站在三岔河口遠眺，楊柳青古鎮的年畫作坊裡，老師傅正手把手教徒弟「開眼點睛」，將匠心與傳承細細打磨；濱海新區的自貿區內，中外企業家圍坐暢談「一帶一路」合作，讓開放與創新激情碰撞。正如海河一頭連著運河的歷史迴響，一頭通向渤海的壯闊未來，天津的傳統與現代在此奔湧共潮。 六百年不事張揚的積澱，賦予了天津「和」的深厚底氣；面向世界的文化綻放，則彰顯著「合」的博大胸襟。2025年8月31日至9月1日，上合組織峰會將落戶天津。當世界的目光聚焦於此，天津正懷著更加自信、開放的姿態，以文化為紐帶，將歷史沉澱化作跨越山海的「和合」故事，迎接八方賓朋。六百年河海水韻，終將在「和合共生」的東方智慧中，成世界之津，答時代之問。(完)
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