河北省防汛抗旱指揮部啟動防汛Ⅳ級應急響應
2025-11-30 22:03 1,927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)
文/陶思閱 邯鄲市邱縣位於河北省南部，破釜沉舟、虎守杏林、巨橋發粟等歷史典故在這兒發生。 12年前，它還是一個默默無聞的小城。2024年，邱縣食品產業集群營收已達150億元。 從一顆小小的糖果起步，到吸引200多家食品企業落戶，這座冀南縣城慢慢蛻變為「華北零食櫃」，成為縣域經濟發展典範。 從零開始招商，「引進一個，牽出一串」 走進邱縣經濟開發區康貝爾食品生產車間，空氣中瀰漫絲絲香甜，糖坯從模具中脫出，塑成橙亮的橘瓣。在其他生產線上，果凍與軟糖晶瑩Q彈。 包裝線上，糖果被統一貼上「馬大姐」商標。這裡，正是華北地區「馬大姐」品牌休閒類食品的最大生產基地。 2015年，擁有「馬大姐」商標的康貝爾食品有限公司，揮別北京，落戶邱縣，是首批紮根當地的食品企業之一。 隨後，一批生產餅乾、麵包的企業紛紛落戶邱縣。京津企業的到來，邱縣食品產業初具規模。 據了解，近年來，邱縣圍繞建設「千畝百億食品產業園」，搶抓京津冀協同發展、南資北移機遇，實施點對點精準招商、產業鏈招商、以商招商，釋放「葡萄串效應」。 「從無到有，邱縣食品產業匯聚了北京、廣東、福建及本地四大流派。目前全縣集聚了200餘家食品企業，產品種類超過2000種。」邱縣發展和改革局黨組書記、局長趙闊介紹。 反向輻射，農業縣城的新定位 邱縣是傳統農業縣城，「從區位上看，邱縣位於京津冀都市圈輻射範圍末梢，先天優勢不足」。邱縣發展和改革局一級主任科員蘇亞強說。 邱縣鎖定發展食品產業，底氣有二。 一是邱縣農業基礎好，農副產品豐富，可為食品產業提供原料。 二是雖處京津輻射邊緣，但換個思路，在這裡發展食品產業，恰恰能實現對山西、河南、山東等省份的「反向輻射」。 如今，整車的麵粉，新鮮的大蔥、雞蛋每天會準時運達廠區。「一天大約要用兩三噸雞蛋、一噸大蔥、一卡車麵粉，全部都是當地採購。」河北味盟生物科技食品有限公司總經理潘磅薄說。 除了麵粉和雞蛋等大宗原料，邱縣的牛羊肉供給肉鬆餅食品廠，蔬菜供給餅乾和膨化食品企業。 目前，邱縣食品產業年使用本地麵粉、雞蛋、牛羊肉、蔬菜等各類原材料30萬噸，大幅降低了企業原材料採購和物流支出。 為產業「築巢安家」，企業加碼投資 為推進食品產業發展，邱縣規劃建設了東莞食品產業園、北京食品產業園、清真食品產業園和食品產業聚集區，圍繞政府主導、龍頭引領、電商培育3條主線。 對來投資的食品企業，邱縣實行「一事一議」、特事特辦、量身定製等政策，在企業選址、工程建設、人才引進、配套設施等方面「一路綠燈」。 為讓企業心無旁騖搞生產，邱縣成立重點企業服務辦公室，成立「事辦不成找我」服務窗口，解決企業難題。 隨著產業集群的壯大，物流配套服務應需而上。工作人員只需一個電話，物流公司就會上門取貨，當天的產品不過夜。 在配套設施方面，一個典型例子是蒸汽供給，烘焙類產品需要蒸汽來烘乾。 去年10月，邱縣引進新奧集團，建設了5公裡蒸汽管網。管網入企，使蒸汽成本由每噸400元降至280元左右。 2019年落戶以來，味盟在邱縣連續進行了5次投資。康貝爾也相繼投資了5期項目。 歷經多年發展，去年10月，在邯鄲市農業產業招商推介會上，產自邱縣的功能性休閒食品，既有中國傳統的滷製品、堅果炒貨、果脯蜜餞，又有歐美口味的糖果、膨化餅乾、烘焙食品等，琳琅滿目，目不暇接。 打造公共品牌，讓「邱縣製造」走向臺前 在邯鄲市邯鄲道歷史文化街區，邱縣開了一家400多平方米的專營店——「金邱食悅」邱縣特色食品旗艦店。 「金邱食悅」是邱縣創建的區域公共品牌。 品牌成為邱縣食品產業發展的新著力點。在消費者眼中，大家或許熟悉「馬大姐」，卻鮮少知道它產自邱縣。邱縣食品企業雖與雀巢、蒙牛等大牌合作，但「邱縣製造」知名度卻不高。 於是，邱縣借鑑沙縣小吃模式，組建了兩家供應鏈公司，開展集採代採，提供開店服務，在「金邱食悅」公共品牌下，還有圍繞邱縣食品打造的子品牌。 近年來，邱縣培育了「邱縣蜂蜜紅薯」「東方智慧樹·邱縣文冠果」「邱縣羊肉」「邱縣玫瑰」四大區域公用品牌。 從生產到銷售，邱縣食品的產業鏈越拉越長。對於未來的發展，邱縣已有新目標。「今年努力實現200億元營收目標，2026年食品產業集群營收爭取突破240億元。」蘇亞強說。
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