國家能源局：截至7月底全國累計發電裝機容量36.7億千瓦
2025-12-09 15:02 9,837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)
8月13日晚，「書香金山 人文華章——『金山人文叢書』新書發布會」在上海展覽中心友誼會堂舉行，現場發布了「金山人文叢書」最新研究成果，包括《王鴻緒集》《金山錢氏家刻書目》《亭林周氏後來雨樓劫餘書目》《湖樓校書記：守山閣學案》《亭林周氏後來雨樓藏南社詩文合編》《文史耀金》，吸引眾多學者、讀者與文化愛好者參與。據介紹，「金山人文叢書」分為「新守山閣」叢書和「看見金山」書系兩個系列。其中，「新守山閣」叢書以歷史文獻整理為主，注重經典的現代性轉化，著眼於藏之名山、傳諸後世。「看見金山」書系以文化普及讀物為主，注重講好金山故事，著眼於重塑形象、擴大影響。發布會上，復旦大學教授李天綱發表主旨演講時表示，金山是「人文大區」，摸索中國近代社會變遷之進程，理解華夏文明之特徵，金山「守山閣」是一個難得的標本。作為江南文化重鎮，其文獻整理對長三角學術研究具有重要價值。在隨後的嘉賓對談中，《湖樓校書記》編者分享了「守山閣」學派學術精神的當代啟示。現場讀者踴躍提問，圍繞「如何讓古籍走近年輕人」「金山文脈傳承發展」等話題展開互動，氣氛熱烈。金山是上海最早成陸、最早有先人生活軌跡、最早有行政建制的地區。從南朝顧野王著《輿地誌》啟江南地理之學，到唐代船子和尚吟《撥棹歌》傳禪意悠遠；從明代「我朝羲之」沈度揮毫潑墨，到近代「帖學宗師」白蕉筆走龍蛇；從南社巨擘高燮、姚光輯錄詩文、弘揚國粹，到守山閣藏書樓纂輯校勘、薪火相傳……千百年來，金山不僅承載著江南文化的溫婉厚重，更有閃耀歷史長河中璀璨群星。搶救與整理金山浩如煙海的地方文獻，不僅是對歷史的尊重，更是對未來的擔當。「金山人文叢書」的研究編纂，讓典籍走出高閣，讓文化浸潤生活，為金山持續打響「上海灣區」城市品牌，推進「轉型新發展、塑造新形象」提供更深厚的文化滋養和精神支撐。「金山人文叢書」的發布，標誌著金山在系統梳理地方文脈、活化利用文化遺產、助推文旅商體展農融合發展等方面邁出堅實一步。未來，「金山人文叢書」將陸續推出更多研究成果。金山區博物館也將配套舉辦文化講座、展覽展示等宣傳活動，進一步推動地域文化的傳播與創新。
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