海南降低颱風預警級別 持續發布山洪預警
2025-12-11 20:42 4,497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)
江河奔湧潤沃土，海浪滔滔接長天。天津地處海河下遊，是海河水系的重要節點，同時擁有153公里海岸線。歷史上，海河是漕運樞紐，連接南北經濟；近代以來，天津港成為北方重要港口，融合了大河航運與海洋貿易的雙重優勢，形成了獨特的河海文化。從「因河而城」的千年積澱到「向海而興」的時代跨越，天津在河海激蕩中書寫的文明共生故事，正為世界提供著人與自然和諧共生的中國範本。城市更新的密碼，藏在河海交匯的文化肌理裡。天津的更新從不是簡單的空間再造，而是以河海文化為觸媒，讓歷史記憶在當代煥發生機。漫步五大道，老洋樓褪去殖民印記，化作講述城市變遷的文化展館；走進棉三創意園，鏽跡斑斑的工具機與先鋒藝術裝置相映成趣，工業文明的年輪在河海風韻中愈發清晰。這種「以舊煥新」的智慧，在非遺傳承中更顯生動：楊柳青年畫藝人將運河風情融入絲巾設計，讓傳統技藝走進現代生活；相聲演員帶著「津味幽默」走進社區，用笑聲化解鄰裡矛盾。正如河海從不拒絕細流，天津用開放包容的文化態度，讓歷史與當下在城市街巷中自然交融。現代化的進程，從來不是與傳統的割裂，而是在河海智慧中找到守正創新的坐標。依託渤海灣區位優勢，天津建設世界一流港口時，同步推進臨港產業綠色轉型，讓海洋經濟成為高質量發展的綠色引擎；治理海河時，既實施河道清淤、溼地修復的生態工程，又保留漕運碼頭、古渡口等文化遺存，讓母親河既見清水綠岸，又存歷史記憶。這種發展邏輯裡，藏著河海文化的辯證哲學——「向海」不是對自然的徵服，而是借勢而為的智慧；「護河」不是對發展的束縛，而是在尊重自然規律基礎上的協同並進，有度而為的擔當。當海河兩岸老廠房升起數字經濟星火，當航母主題公園用AR技術重現甲板風雲，傳統與現代在河海之間實現了最美的相遇。河海交匯的特質，更塑造了天津兼容並蓄的文化品格。這裡既有運河文化的包容敦厚，又有海洋文明的開拓進取，兩種氣質在紅色文化中尤為鮮明。周恩來鄧穎超紀念館內，一件打滿補丁的睡衣訴說著革命者的樸素初心；平津戰役紀念館的VR戰場裡，年輕觀眾能沉浸式感受「天津方式」的攻堅豪情。傳統與現代的碰撞同樣精彩：相聲茶館裡，老藝術家的即興段子藏著民生溫度；濱海版畫工作室中，漁民畫家以丙烯顏料重現溼地候鳥遷徙的壯闊圖景。更動人的是文化傳承的創新實踐：西青區將精武武術編進校園課間操，讓尚武精神滋養少年成長；武清區用非遺剪紙演繹社會主義核心價值觀，讓傳統技藝成為文明傳播的載體。這種「活態傳承」不僅守護了文化根脈，更讓傳統價值在當代語境中煥發新生。從「河」到「海」的跨越，本質上是中國文明處理人與自然關係的生動實踐。天津的故事告訴世界，城市的生命力在於既能紮根腳下土地，又能擁抱星辰大海；文明的韌性在於既能守護歷史文脈，又能創造未來圖景。這條從「河」到「海」的道路，或許正是中國在城市化進程中貢獻給世界的獨特智慧——它不追求千城一面的摩天大樓，而是讓每座城市都能在傳統與現代的對話中，找到屬於自己的生命律動，讓文明的長河奔湧不息，讓發展的海洋碧波萬頃。
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