國家能源局：全社會用電量中，每3度電就有1度綠電
2025-12-13 15:59 8,914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)
北海8月4日電(翟李強 黃玉春)「生日快樂，這是送給你的生日禮物！」廣西北海市和誠社會工作服務中心的「愛心媽媽」姚思蓉日前給近期失去母親的小兆遞過禮物，希望用實際行動幫助他走出困境。 「跟所有的煩惱說拜拜，跟所有的快樂說嗨嗨……」在北海市和誠社會工作服務中心，「愛心媽媽」姚思蓉和小兆一起唱響了對未來的期盼。 圖為兩名「愛心媽媽」為小兆慶祝生日。廣西北海市婦女聯合會供圖 這樣的情景，是北海市「愛心媽媽」與困境兒童精準結對的縮影。北海市婦女聯合會主要負責人介紹，當地通過廣泛動員教師、法官、心理輔導師等熱心人士，組建了「愛心媽媽」隊伍，實行一對一、一對多結對，幫扶留守、困境兒童。「愛心媽媽」在結對後會為每個孩子建立專屬檔案，並根據需求制定個性化幫扶計劃。正如姚思蓉與小兆的結對，一個缺陪伴與引導，一個有時間與專業能力，恰好形成溫暖的互補。 「他缺的，我正好能給。」姚思蓉說。 據了解，小兆如今是一名孤兒，北海市和誠社會工作服務中心的「愛心媽媽」近日陪著他安葬了母親，並為他申報孤兒保障金，還聯動多個部門討論了他的監護問題。 北海市銀海區平陽鎮東山村婦聯主席李色素是「鄰家愛心媽媽」的一員，她的筆記本裡清晰地記錄著東山村每一位留守兒童的近況和需求。 「我住在村裡，離孩子們近，每月至少上門一次，給他們輔導作業、聊聊家常，做些力所能及的事。」李色素說。 北海市婦女聯合會主要負責人介紹，當地通過發動基層婦聯主席、執委加入隊伍，目前已招募694名「鄰家愛心媽媽」，並就近就便與720名留守、困境兒童結對。 據介紹，為給留守、困境兒童提供更專業的關愛，北海市婦女聯合會還組建了一支具有法律、教育、心理輔導等專業知識的「專長愛心媽媽」隊伍，並將500餘名家庭教育講師團成員納入其中，為孩子們提供個性化心理諮詢、法治教育和個案輔導等服務，全方位護航身心健康。2024年以來，已組織「專長愛心媽媽」開展個性化幫扶活動217場，惠及3996人次。 走進北海市海絲非物質文化遺產體驗館，「愛心媽媽」和孩子們正專注地進行貝雕、角雕製作，孩子們的臉上滿是認真與好奇。這是北海市婦女聯合會整合各類優質資源，將非物質文化遺產體驗、研學體驗等納入「愛心媽媽驛站」體系的生動寫照。 「我們還充分利用村(社區)家長學校、兒童之家、家風家教宣傳教育基地，開展親子互動、家庭教育活動。」北海市婦女聯合會主要負責人介紹，為了給孩子們營造更好的成長環境，該市打造了430個「兒童之家」，以及414個「家長學校」等場所，開展面向家長的培訓、家庭教育講座；同時積極推動家、校、社協同，舉辦一系列關愛活動，為留守、困境兒童送去溫暖與關懷。(完)
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