廣西發現苦苣苔科極度瀕危新物種
2025-12-09 15:27 6,348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)
佳木斯8月5日電(趙鵬 陳一妹 記者姜輝)當夜幕降臨同江，中俄邊境的文旅盛宴火熱上演。近日，許多俄羅斯遊客湧入這座充滿異域風情的邊城，體驗獨具特色的「夜同江」。 俄羅斯遊客在同江市三江口夢想稻田文化公園裡打卡拍照。 王瑋琦 攝 夕陽映襯，同江市三江口夢想稻田文化公園裡，稻浪隨風搖曳，俄羅斯遊客漫步在稻田間，驚嘆於這片黑土地上的豐收畫卷。他們紛紛在觀景平臺駐足拍攝，記錄下這片「大糧倉」的獨特風光。隨後，俄羅斯遊客還興致勃勃地登上了公園的觀光小火車，不時記錄下這片農業美景。據公園負責人介紹，稻田觀光線路今年已接待跨境遊客超200人次，成為中俄跨境旅遊的特色體驗項目。 俄羅斯遊客在同江市三江口生態旅遊區與中國女孩「鬥舞」。 王瑋琦 攝 俄羅斯遊客芭德麗娜興奮地說：「這是一個非常漂亮的公園，我們在這裡能拍到很多很好看的照片。這個可以登高遠眺的平臺設計非常好，像是讓戀人走到頂部一起相聚一樣。」 當同江市三江口生態旅遊區的燈光秀點亮夜空，歡快的音樂驟然響起，幾名俄羅斯遊客即興跳起熱情的民族舞步，瞬間點燃全場氣氛。在場地中央，一位中國女孩與俄羅斯遊客即興"鬥舞"，她靈動的中國風舞姿與對方豪放的俄式舞步交相輝映，引得圍觀的中俄遊客不斷鼓掌喝彩。 許多俄羅斯遊客還來到同江市沿江公園，登上遊船，開啟了一場別開生面的夜遊之旅。遊船緩緩駛離碼頭，兩岸燈火倒映在江面，宛如星河。 俄羅斯遊客乘船夜遊同江。 王瑋琦 攝 暑期回到家鄉的同江市民楊偉玲漫步在沿江公園，用流利的俄語與俄羅斯遊客交談。作為在南方學校任教的俄語老師，她敏銳地察覺到家鄉跨境旅遊帶來的新機遇。 「現在同江越來越好了，越來越國際化了，每年會有很多和俄羅斯友人交流和溝通的機會。我這次回來看到很多俄羅斯人在同江遊玩，對於剛畢業的學生來說，這個機會是很難得。」楊偉玲說。 同江與俄羅斯猶太自治州隔江相望，是中俄水上貿易的中型港口和江海聯運進出口貨物的換裝港。同江市是中國人口較少民族之一赫哲族主要聚居地，素有「赫哲故裡」「生態天堂」的美譽。今夏，同江市依託獨特的界江資源，創新推出跨境夜遊項目，成為俄羅斯遊客的「網紅打卡地」。這一文旅新業態不僅豐富了邊境旅遊產品體系，更成為展示同江對外開放形象的亮麗名片。(完)
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