（活力中國調研行）珍珠蚌也能吃「定製營養餐」
2026-01-29 21:49 7,428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)
為攜手共建更加美好的世界貢獻中國方案(國際論壇·以史為鑑 共護和平) 中國人民抗日戰爭是世界反法西斯戰爭的重要組成部分。中國人民經過14年不屈不撓的浴血奮戰，在世界反法西斯戰爭的東方主戰場打敗了窮兇極惡的日本軍國主義侵略者，取得了中國人民抗日戰爭的偉大勝利。這個偉大勝利，是中國人民的勝利，也是世界人民的勝利。中國抗戰為世界反法西斯戰爭的勝利作出了巨大貢獻。 在抗日戰爭中，中國共產黨團結廣大中國人民，組織並領導武裝反抗，在人民群眾中建立起廣泛聯繫，贏得了人民群眾的信任與支持。中國共產黨展現出了卓越的領導能力和遠見卓識。 美國和中國在二戰期間的合作表明，兩國為共同事業擱置分歧，就能創造巨大成就。從與中國軍隊並肩作戰的美國「飛虎隊」飛行員，到二戰中更廣泛的美中協作，那段合作共贏的歷史在當下具有深刻啟示意義。作為具有全球影響力的兩個大國，美中共同面臨著複雜的全球性挑戰，這迫切需要兩國加強合作，攜手實現共同繁榮，而非陷入兩敗俱傷的對抗。 追求和平與正義，才是有利於人類發展的選擇。第二次世界大戰的歷史深刻昭示：當世界各國人民為捍衛和平與正義凝聚起磅礴力量，便能戰勝人類面臨的嚴峻威脅。在當下複雜多變的國際形勢下，這些啟示的重要性愈發凸顯。經濟發展失衡、氣候變化加劇、人工智慧治理亟待加強等全球性挑戰，無不呼喚著密切的國際合作。 多年來，我一直關注中國發展。中國發展堅持以人民為中心，取得舉世矚目的成就，數億人擺脫貧困，建成諸多世界級的基礎設施，經濟和科技發展的速度、規模堪稱人類歷史上前所未有。堅持走和平發展道路，是中國式現代化的鮮明特徵。中國積極弘揚和平共處五項原則，倡導構建人類命運共同體，這些理念與實踐為維護世界穩定、推動共同進步作出重要貢獻。中國倡導並踐行互利共贏的合作理念，主張推動建設相互尊重、公平正義、合作共贏的新型國際關係，反對零和博弈、贏者通吃。在21世紀的今天，零和博弈的陳舊思維只會導致共輸。 中國以實際行動表明，一個國家完全可以在擺脫零和博弈、贏者通吃的情況下實現經濟社會發展。當今世界，發展的目標必須聚焦於創造共同繁榮與持久和平。植根於自身歷史文化、價值觀的中國發展理念與實踐，為攜手共建更加美好的世界貢獻了智慧與方案。 (作者為美中合作基金會執行主席) 人民日報客戶端 約翰·米勒—懷特
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