日本大阪城公園護城河現大量死魚並散發異臭 原因暫不明
2025-11-05 05:11 6,579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)
盛夏正值吃瓜季。8月12日，山西省大同市廣靈縣政府聯合百果園在京舉辦西甜瓜上市推介暨百果園集團太陽熱能結合堆肥處理改良土壤技術(BLOF技術)入選國家級農業主推技術發布會。此發布會是一場成果展示，既有農業科技創新成果運用轉化的生動實踐，也有百果園深度參與鄉村振興的標杆示範。 據了解， BLOF技術採用生物方法改良土壤，是生態和諧型、環境友好型技術。百果園利用該技術不僅解決了目前國內比較嚴重的土壤健康問題，如土壤板結、酸化、農藥汙染、有害重金屬汙染等土壤退化問題，還能解決連作造成的特色農作物生長障礙、生長條件惡化等問題。 農業農村部耕地質量監測保護中心原副主任、中國腐植酸協會副會長李榮研究員稱，百果園集團董事長餘惠勇向他介紹了百果園引進並成為自主智慧財產權的BLOF土壤改良技術。「長久以來，種植西甜瓜等特種農作物的農戶需要種植兩三年便搬遷更換新的種植地，連作導致當地特色農產品無法實現農業規模化和專業化種植。百果園集團BLOF這項先進技術有效解決了困擾行業多年，也即土壤健康方面最嚴重的難題之一。」 圖為農業農村部耕地質量監測保護中心原副主任、中國腐植酸協會副會長李榮研究員 該技術集成創新了體積法測量土壤養分、精準施肥軟體開發、太陽熱養生處理病害土壤等先進實用技術。李榮表示，作為承接BLOF技術試驗示範的負責人，自2023年開始，由農業農村部耕保中心牽頭，百果園技術團隊在連作障礙最嚴重的北京、上海的西瓜、黃瓜、草莓基地進行了連續多茬的試驗示範。「以西瓜為例，試驗結果顯示，土壤透氣性增強，土壤鹽分消減35%，有益菌群提升42%，根結線蟲滅殺率81%，秋茬西瓜自根苗成活率達到92%。土壤健康了，種苗吸收營養豐富，帶來了西瓜的品質和產量的顯著提升。此外，BLOF技術還助力了生態經濟的協同發展，健康的土壤會減少農藥、除草劑的使用，減少農藥殘留對環境的汙染，西瓜苗體種植成本也會降低，商品率提升。」 這些年，百果園在寧夏、雲南、浙江、海南、江西、山西、安徽、江蘇等多個省區也開展了試驗和推廣。截至2024年底，採用百果園集團BLOF技術改良土壤面積已經接近3萬畝。 以山西為例，百果園與大同市廣靈縣政府及當地企業、農戶保持緊密合作，目前當地試點、引進、推廣BLOF種植基地達5000畝。廣靈縣縣委書記董雄偉表示，「近幾年，得益於百果園BLOF技術及其生態鏈企業的積極協作，使得我們在全國範圍內初步佔有一定的市場份額，也躋身成為百果園銷售渠道的優質主推產品。」 圖為百果園集團創始人、董事長餘惠勇 會上，百果園集團創始人、董事長餘惠勇也宣布：百果園與廣靈政府共同試驗總結出一套可複製全國、利果農利生態的「廣靈模式」。即政府搭臺、市場為導向，聚焦全產業鏈各個關鍵要素、協同共振的產業模式。政府做「制度基建」，如土地流轉、金融貼息、冷鏈物流等支持，百果園利用企業優勢做「產業基建」，從品牌推廣開始，提供BLOF等利生態的新技術體系、新生產資料、銷售渠道等全方位資源助力生產，形成雙向循環、內生動力，打造美麗鄉村。渠道方面，依託百果園、浙江溫嶺的西甜瓜營銷團隊和電商渠道等供應鏈資源，連接起覆蓋京津冀、長三角、珠三角的穩定「大市場」。園區基建方面，廣靈政府與百果園及其生態鏈企業確立了將打造3萬畝西甜瓜及水果型蔬菜園區核心區。完成育苗基地、品試中心、產地倉等一系列配套設施建設，構建起「從種植管護、到技術服務、到分揀包裝、再到物流銷售」的垂直一體化產業鏈。「這項成功經驗，未來會在全國各個西甜瓜核心產區進行推廣。」
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