為居民搭建起「療心網」
2025-11-04 10:31 9,812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)
紹興8月9日電 (記者 陳溯)紹興越城區地處浙江東部，錢塘江和杭州灣南岸，是一座底蘊深厚的文化名城，湧現過王羲之、陸遊、王陽明等藝術大家，也是魯迅、蔡元培的故鄉。近年來，這座文化名城著力發展以低空經濟為代表的新產業新業態，發展的生命力不斷增強。 「這款無人機機型具有通信中繼功能，已有近60架應用於應急管理部多項救災救援行動中，穩定飛行數千小時，實現了不少救人案例。」8日，在浙江紹興越城區低空經濟配套產業園，浙江大鵬縱橫無人機科技有限公司副總經理姚星宇一邊介紹展廳內的無人機，一邊接受記者採訪。 浙江大鵬縱橫無人機科技有限公司是紹興發展低空經濟的代表企業。2024年，伴隨著紹興印發《關於推進低空經濟高質量發展的實施意見》，作為全國工業無人機「第一股」和國內全譜系工業級無人機系統龍頭，縱橫股份在越城快速落地投產，自2024年11月籤約後，越城區迅速啟動廠房建設，僅用一個多月便實現企業正式投產。 談及為何選擇越城落地，姚星宇說，紹興越城區空域結構矛盾小、低空開放條件好，是浙江首批低空經濟「先飛區」試點，這裡也有較好的產業配套基礎，周邊有複合材料、電機電控、電子軟體等產業鏈上下遊企業，人才較多，能形成產業鏈閉環。此外，政府創造了很好的營商環境，給企業發展帶來很大信心。「我們從接洽到落地只用了不到半年時間，因為這裡非常符合我們發展的需要。」 8月8日，浙江大鵬縱橫無人機科技有限公司展示廳。記者 陳溯 攝 越城區低空發展促進中心主任詹際濤向記者表示，2024年以來，在低空產業布局方面，越城區錨定「整機+器件+系統」三大核心賽道，依託集成電路產業優勢，招引了大疆、九洲、縱橫、中航特飛等一批標誌性項目，積極發展「低空+出行」「低空+治理」「低空+文旅」「低空+物流」等一批應用場景，累計引育低空經濟產業項目18個，計劃總投資266億元。 新產業帶來綠生態。為更好推動低空產業發展，越城區專門打造低空經濟配套產業園，該產業園的前身——旗濱玻璃廠地塊曾是區域能耗與排放的「大戶」，單位增加值能耗最高達6噸標準煤/萬元，2021年全年能耗10萬噸標煤，佔全區當年能耗的3.4%。隨著「雙碳」目標推進，該地塊因能耗問題成為區域產業升級的重點對象，2024年，在越城區搶先布局低空經濟賽道的背景下，其轉型為低空經濟配套產業園。如今，區域環境生態一改往昔，真正實現向「新」而行，向「綠」轉型。 築巢引鳳離不開全面周到的配套。紹興低空經濟綜合服務中心是浙江省內最完備的圍繞低空經濟打造的公共服務平臺。在服務中心，記者看到了低空飛行指揮中心的三個平臺，包括：低空飛行監管服務平臺，有效實現「飛得起、看得見、管得住」；無人機飛行服務平臺，集無人機自動巡查、數據採集、智能應用於一體，實現全域無人機自主飛行，全域無人機統一管理；公共安全管理平臺，有效實現低空飛行管控，讓黑飛「無所遁形」。在企業綜合服務中心低空經濟分中心，圍繞低空經濟產業審定準入、執照辦理、飛行實施三個階段，整合形成22個增值服務事項，讓低空經濟產業企業實現「進一扇門辦一類事」。 「發展低空經濟，最重要的還是要落到經濟上。」展望未來，詹際濤對區域經濟發展充滿信心，他表示，越城區將圍繞「522」產業體系，打造低空經濟產業集群，今年全區低空經濟產值有望突破40億元。 記者看到，在越城區低空經濟配套產業園內，建設如火如荼，低空產業的多個前沿項目正穩步推進。在新產業的加持下，文化名城也將持續煥發新活力。(完)
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