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2025-11-03 10:54 9,785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)
長治8月14日電 題：山西長治潞城區：「小積分」激活鄉村養老「大幸福」 作者 劉小紅 段婷婷 趙亞喆 在山西長治潞城區潞華街道張家河村，一張張小小的積分卡正成為撬動鄉村養老服務升級的「金鑰匙」。今年5月底，張家河村日間照料中心啟用，創新推出積分制養老模式，「服務換積分、積分換餐票」的舉措，讓老人們在勞動中收穫歸屬感與價值感，開啟互助養老新局面。 14日，臨近午飯，張家河村日間照料中心裡，村黨支部書記、村委會主任曹雲喜核對積分臺帳，將餐票遞到村民手中。「我這4天幹活兌了48積分，能在食堂吃12天飯，還能去村裡的商店換日用品。」村民王慶玲拿著積分卡，算起「積分帳」時笑容滿面。每天清晨，她準時來到照料中心，擦拭桌椅、整理報刊，這些瑣碎小事成了她攢積分的「日常功課」。 張家河村的老人們正在參加勞動。潞城區融媒體中心供圖 73歲的桑保成是積分制養老模式的「忠實參與者」。自推行以來，他幾乎天天「打卡」，不僅把負責的公共區域打掃乾淨，還主動幫行動不便的老人打飯，每月能攢下120多積分，餐票常有餘。「村裡辦食堂，老人吃飯方便，但也不能白吃。」桑保成邊擦汗邊說，除草、掃地、整理圖書，這些活兒自己還能幹，「既能活動筋骨，又能換熱乎飯，不用自己生火做飯，還能和老夥計們搭伴，日子過得踏實。」 中心衛生清掃、協助整理圖書、幫忙看管活動室等義務勞動，如今都能轉化為「養老積分」。積分可直接兌換大食堂餐票，讓勞動有了直觀價值，也讓老人們在付出中感受幸福。 曹雲喜認為，積分制意義不止於「換餐票」。「我們根據老人體力分配勞動任務，能幹啥就幹啥。」他解釋，通過勞動積分，老人能吃上熱乎飯，更重要的是找回價值感。大家在食堂互動增多，鄰裡關係更和睦，村子也更團結。 張家河村日間照料中心內，老人們正在用餐。潞城區融媒體中心供圖 一張積分卡，串起生活煙火氣，凝聚鄰裡深厚情。勞動攢分、積分換票、互助守望，小小積分承載著大大的幸福。它激發老人參與鄉村事務的熱情，編織出「老有所為、老有所樂」的農村養老溫情畫卷，成為鄉村振興的溫暖力量。 「下一步，要讓積分更『值錢』。」曹雲喜透露，村裡計劃擴大積分兌換範圍，除餐票外，還能兌換理髮服務、體檢折扣券，甚至在村衛生室抵扣部分藥費。「還想組織老人搞『愛心捐贈』，用積分兌換米、面、油，送給村裡更困難的家庭，讓互助精神傳得更遠。要讓老人知道，養老不只是『享清福』，更可以『發光發熱』，在互助勞動中安享尊嚴與樂趣並存的晚年。」(完)
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