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2025-11-13 20:15 8,892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)
「民營企業如何避免智慧財產權侵權風險，如何減少侵權對企業的幹擾？」「發明專利對企業融資有哪些益處，如何更好地在金融融資和智慧財產權之間促進雙向賦能？」「如何申請調整開票額度，數電發票與紙質發票有什麼區別，使用數電發票時需要注意哪些法律風險？」近日，在金山區高新區組織的一場圓桌論壇上，來自法院、稅務、金融機構的嘉賓和民營企業家代表，圍繞企業經營管理中的疑難問題開展了熱烈討論。活動現場，企業家代表還收到了區司法局贈送的法律服務券，企業憑此券可免費兌換包括法治體檢、法律諮詢、糾紛調處、法治講座、法律援助、複議護企等法律服務。事實上，像這樣的圓桌論壇已經成為常態。每年，高新區都會舉辦「法治會客廳」活動，邀請法院、公證、執法部門、金融機構等與企業經營密切相關的嘉賓與企業家面對面，共同探討依法經營之道。明白企業的痛點所在，是優化法治化營商環境的前提和基礎。除了「法治會客廳」，高新區還不斷拓展發現問題的渠道，通過調研座談、實地走訪、調查問卷等方式，不斷增強企業法律服務需求的精準性。梳理形成《優化營商環境專項普法「企業需求清單」》，組織法律顧問團隊定期走訪企業，開展「法治體檢」，摸排潛在法律糾紛。通過「預防式服務」，將法律風險化解在萌芽階段，降低企業維權成本。構建「政府引導+專業機構支撐+企業參與」的法治服務生態。在日常走訪中，某藥企負責人向工作人員透露，生產車間一工人在工作中無意間洩露了公司的商業秘密，希望能夠得到這方面的普法教育。高新區司法所邀請律師在該企業開展商業秘密管理培訓，企業管理人員和一線職工通過授課掌握了洩密可能引發的法律後果，有效提升了企業的保密意識和能力。這一切得益於高新區積極搭建的普法教育平臺，為有需求的企業提供及時、有效的公共法律服務。另外，高新區工作人員在走訪企業時還了解到，當前企業對法律服務的需求日益具體化，不僅希望了解法務知識，更希望能夠幫助解決實際遇到的法律問題。於是，「法企直通車」應運而生。「法企直通車」是高新區推出的一套綜合性法治大禮包，包含「法治會客廳」「法治觀察」「法治體檢」「涉企矛盾化解」等舉措，通過統籌律師、公證、調解等公共法律服務資源，推進組團式法律服務，及時解決企業遇到的涉法問題，充分發揮法治對營商環境的引領、規範和保障作用，以法治護航企業健康發展。
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