中新健康丨專家：胸外科診療將邁向微創化、精準化和智能化
2025-11-03 17:19 5,548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)
「聽完滬劇、歌劇《唱支山歌給黨聽》的聯演，心裡暖得像揣了個小太陽！」傍晚六點半，奉賢區南橋鎮黨群服務中心一樓大廳裡，掌聲裹著餘韻久久不散。跟著哼唱的王大爺眼眶微紅，手裡捏著節目單反覆看：「這樣的演出多來才好，比悶家裡看電視有滋味。」 滬劇婉轉搭配著紅色旋律，老歌新韻唱進了百姓心坎裡，「家門口」的黨群服務陣地成了暖人心的舞臺。華燈初上，樂聲漸起。在整個暑期，南橋鎮黨群服務中心的夜晚從不寂靜。從傳統戲曲到現代歌舞，從民樂演奏到非遺展示，這場場不重樣的夜間文藝演出，讓周邊居民的夜晚時光變得格外充實。「天上掉下個林妹妹，似一朵輕雲剛出岫……」夜幕剛降臨，黨群服務中心的一樓大廳就傳來柔婉的越劇唱腔。上海奉賢區群音藝術團正在表演《紅樓夢》，趕來看演出的居民坐得滿滿當當，不少居民還跟著節奏模仿表演的動作。「這個暑假，我們已經來這邊演出3次了，這裡燈光音響齊全，比在公園搭臺子方便多了。」群音藝術團演員張逸擦著額頭的汗說道。與露天舞臺的熱鬧不同，一樓大廳內不僅涼爽舒適，更能精準貼合群眾的實際需求。7月到8月，南橋鎮黨群服務中心共安排了22場群眾文藝團隊展演，涵蓋漢服秀、舞蹈、小品、器樂合奏、詩朗誦等，涉及越劇、滬劇、山歌劇、錫劇等多種劇種。7月23日上演的《滑稽戲》，逗趣的臺詞引得觀眾笑聲不斷。8月5日的魔術表演同樣精彩，以24節氣為主要內容，通過現場祈雨、變餃子、隔空釣魚等魔術，讓大家在歡樂中了解24節氣相關習俗。如今，到黨群服務中心觀看文藝演出，已成為群眾晚間休閒娛樂的熱門選擇。「以前吃完飯要麼散步要麼跳廣場舞，現在選擇多了，戲曲、音樂會、二胡演奏輪著來。」家住育秀社區的張伯伯是這裡的常客，他手機裡存著黨群服務中心的月度演出表，「每個月月初就盼著更新，生怕錯過喜歡的節目。」據了解，南橋鎮黨群服務中心建立資源會商機制，推動各條線、區域化黨建單位等多方資源向陣地匯聚，並結合群眾需求，推出多彩的晚間活動。針對老年人偏愛的戲曲，開設《西廂記》《夫妻雙雙把家還》《人盼成雙月盼圓》等專場；考慮到年輕人的喜好，增加時裝秀、爵士舞等新潮形式；針對親子家庭，則設計了魔術、獨唱《親愛的媽媽》等互動節目。「我們就像搭戲臺的，群眾想看什麼，我們就請什麼、排什麼。」南橋鎮黨群服務中心負責人說。除了文藝演出，南橋鎮黨群服務中心晚間還開設有搏擊、八段錦、書法等成人課程。在搏擊排練室，學員們出拳踢腿，渾身都洋溢著熱血沸騰的活力；八段錦的隊伍裡，學員們跟著老師的口令調整呼吸，周身都透著鬆弛舒展的愜意；書法教室中，學員們正凝神運筆，在宣紙上書寫著寧靜與專注。夜幕下的黨群服務中心燈火通明，老人們在看演出、青年們在充電學習、孩子們在追逐打鬧。「這裡沒有圍牆，沒有距離，就像咱們自己家的客廳。」李阿姨的話道出了許多居民的心聲。如今在南橋，黨群服務中心的夜晚不僅有演出的樂聲，更有群眾的笑聲和心聲。
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