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2026-03-17 13:52 7,921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)
寧德8月4日電 (林榕生)光影為橋，同心築夢。4日，「網絡中國節·春節」——寶信「同心杯」寧臺光影攝影大賽頒獎儀式在福建省寧德市舉行，寧臺兩地同胞及攝影愛好者們以「線上+線下」的形式共同參與頒獎儀式。 主辦方表示，活動旨在以影像為紐帶，深化寧臺文化交流，展現兩岸同胞血脈相連的深厚情誼；期待未來繼續以光影為媒，深化寧臺人文經貿合作。 單圖組一等獎獲得者、臺胞周池春說，攝影大賽搭建的不僅是一個展示才華的平臺，更是一座加深理解、凝聚親情的「同心橋」，透過寧臺兩地攝影人的鏡頭，看到了彼此眼中相似的煙火人間，這份共鳴比任何獎項都更動人。 本次大賽於今年1月20日啟動，兩個月內共收到閩臺攝影愛好者投稿作品1247幅，其中單圖718幅、組圖61組529幅。作品緊扣寧德與臺灣兩地的山水風光、人文生活、特色美食、信俗文化四大主題，生動呈現了兩地自然風貌、發展成就與情感共鳴。 經評審團評審，最終評出單圖作品35幅、組圖作品15組，分獲一、二、三等獎及優秀獎。主辦方稱，本次大賽的成功舉辦，具有文化共鳴、情感聯結的意義和價值。文化共鳴，作品如《佛塔聳峙》《煙霧繚繞中的虔誠》等，深刻詮釋了閩臺同根同源的文化血脈；《水上家園》《龍鳳呈祥》等則記錄了兩地社會發展與時代變遷。情感聯結，眾多臺胞積極參與，通過鏡頭傳遞鄉情鄉愁，彰顯「同心」主題下兩岸同胞攜手發展的共同願景。 寶信「同心杯」寧臺光影攝影大賽頒獎儀式連線現場。呂若萱 攝 單圖組和組圖組二等獎獲得者、臺胞蘇裕盛說，能獲獎很榮幸，這不僅是一次攝影競技，更是一次深度的文化尋根和情感聯結，印證了兩岸本就同根同源、心手相連，「期待未來有更多這樣的交流，讓兩岸同胞的心靠得更近。」 「通過這次活動，我有幸與兩岸攝影愛好者同臺競技、交流心得，這讓我深刻感受到兩岸文化互動的深化。」單圖組優秀獎獲得者、臺胞林亦奇說。(完)
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