上合組織天津峰會 | 新華社快訊：習近平會見聯合國秘書長古特雷斯
2026-03-07 03:41 2,719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)
無錫8月12日電 (孫權 唐娟)11日下午，國家高新區「火炬(無錫)閱空間」首發活動在江蘇無錫舉行。活動當天，「火炬(無錫)閱空間」、工信學堂授權服務中心揭牌，「工信AI學堂 少年火炬行」首次研學營啟動。 國家高新區「火炬(無錫)閱空間」首發活動現場。張園昀 攝 火炬文化既是科技創新與產業創新深度融合的創新文化，更是不斷向高向新、攀高逐新的高新文化。國家高新區「火炬閱空間」承載著傳播火炬創新文化、講好高新故事、擦亮「火炬」品牌的重要使命。 作為首個國家高新區「火炬閱空間」，「火炬(無錫)閱空間」落地無錫高新區伯瀆河文化中心，後續將依託無錫(國家)軟體園與中信書店的合作，整合3W咖啡等園區資源，通過讀書會、路演會等活動，打造傳播火炬文化、凝聚創新力量的地標性平臺，開展傳播火炬創新歷史、匯聚火炬工業「三創」文化產品、開展青年活動等方面的工作。 據了解，36年砥礪前行，火炬事業在實踐中書寫了波瀾壯闊的發展篇章，178家國家高新區、50萬家高新技術企業、3000萬幹部職工在火炬體系中成長奮進，演繹了一代代感人至深、催人奮進的創新創業故事。 「我們要將『火炬閱空間』打造成為賡續火炬精神、傳播火炬品牌、交流火炬思想的精神陣地，成為所有在高新區工作生活的『火炬人』之家。」首發活動現場，工信部火炬中心相關負責人表示，希望無錫高新區進一步弘揚火炬創新文化，傳播高新區發展歷史精神，助力區內企業講好創新故事，讓更多的青年人才特別是青少年，了解火炬、認同火炬、融入火炬大家庭，厚植火炬情懷。 值得一提的是，由江南大學人工智慧與計算機學院、北京信通傳媒及無錫市文化旅遊發展集團聯合打造的「工信AI學堂 少年火炬行」首次研學營，課程設計遵循「認知啟蒙—技能夯實—AI融合—創意拓展」路徑，將通過「AI猜拳大師」「歷史人物開口」等趣味實驗，讓青少年在互動中理解人工智慧原理。 無錫市文化旅遊發展集團相關負責人稱，研學路線涵蓋「神威·太湖之光」超級計算機等科技地標及黿頭渚、惠山古鎮等文化景點，旨在讓青少年感受「科技紮根文化、創新源於情懷」的深刻內涵。(完)
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