可可西裡無人區來了一隻機器藏羚羊
2025-11-04 09:35 3,513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)
王者榮耀、蛋仔派對、原神等高熱IP簇擁著幾十米高的機械船臺，島上的公交車貼上了二次元主題車衣，身著各式cos服裝的NPC也已就位——今天下午，換裝完成的楊浦區復興島，以「RED LAND小紅書開放世界冒險島」之名，正式向首批來自全國各地的二次元玩家敞開懷抱。「玩法」多到看不過來不同於傳統的遊戲二次元展會，RED LAND 8萬平方米的展區有三分之二位於室外。玩家「登島」後，會領取一個裝備包，解鎖不同的角色身份，觸發專屬劇情線，並在完成任務後解鎖金色徽章。在王者榮耀的「買手店」展位，玩家可以圍觀孫家三兄妹限時營業，還會偶遇喜歡的王者英雄派發「限定農產品」周邊。蛋仔派對的展位則設置了全世界最大的蛋仔打卡位，玩家可以和遊戲中的「驚魂夜追捕者」們一起團建。而原神展位則為同好安排了射箭體驗，射中靶心，可以獲得徽章。在「重生試煉場」，《影之刃零》《刺客信條：影》《星砂谷》等十幾款人氣遊戲開放現場體驗，其中育碧旗下的《紀元117》在RED LAND迎來全球首發公開試玩。這裡還有許多知名遊戲、動漫IP的「場景復刻」，玩家可以走進《名偵探柯南》裡的經典場景，沉浸式體驗一次線索推理，也可以來到《博德之門 3》的茶室，和扮演人氣角色阿斯代倫的 Coser 玩一場擲骰子的檢定遊戲。遠處的「發呆小森林」主題園區，則是此次RED LAND區別於眾多展會的差異化場景。依託復興公園的樹林，這裡一鍵還原了《永劫無間》《劍網三》等古風遊戲裡的亭臺花樹，玩家可在其間體驗草坪歌會、竹間探箭、武學競擂。如果走到樹林深處，還能驚喜偶遇《孤獨搖滾》裡個性害羞的「波奇醬」。此外，小紅書還和寶可夢獨家合作，推出在RED LAND上全島尋找寶可夢的活動，在島上偶遇寶可夢的模型和NPC，答對相關問題，即可獲得獎勵。在島上「迷路」了怎麼辦？每個主題園區的入口和展位附近，都有穿著COS服的NPC，為玩家指引路線，答疑解惑。「卡琳娜和揉西」「在下悟空是也」等諸多頂流Coser也將會陸續登場，和玩家們在島上偶遇。結束了日間冒險，8月8日—10日連續三晚的Echo Project音樂節將在「翻身時空港」的中心舞臺特別呈現。 曾經的「留白島」正面向未來展現出多種可能RED LAND是小紅書首個為遊戲、二次元愛好者打造的超大型線下IP。將二次元與現實場景充分結合，這一嘗試並非突發奇想。眼下，遊戲二次元愛好者不再圈地自萌，而是突破次元壁，將遊戲、二次元體驗代入到線下的生活場景：不僅做遊戲攻略、角色分析、劇情討論等虛擬內容，還在遊戲裡當攝影師拍攝和發布場景圖、在現實裡給遊戲人物過生日、在畢業典禮上穿「痛畢業服」……獨具特色的復興島，接住了二次元與現實融合的「痛島」設計，為近30萬玩家帶來全新的遊戲體驗。這是復興島繼去年底落地上海量子城市時空創新基地後，又一次展現出它面向未來的多重可能性。獨特的時空交錯感和多元的地貌肌理，讓小紅書在登島勘景時，當即做了落地RED LAND 的決定；近日，2025復興島全球設計大賽複賽又將全球百餘支創新團隊吸引至島上，共同為這座小島量身開展創意設計；今年9月，復興島又將打開藝術的一面，作為2025年上海城市空間藝術季主展區亮相……翻開復興島的未來規劃藍圖，這裡還將圍繞培育科技智能、引領設計藝術、濱水生態空間等幾大方向，打造青年創業人群喜聞樂見、激發創造力的開放島嶼氛圍，建設成為一座「數字智能島、設計藝術島、人民城市島」。當二次元音樂在百年船臺響起，「痛島」，是這個充滿歷史感與未來感的小島綻放活力的一支序曲。
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