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2026-02-02 03:45 2,364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)
杭州8月13日電 (張斌 章是一)8月13日，「百年定庵——紀念沈定庵誕辰100周年書法作品展」暨「神淵寫時雨——沈定庵珍藏徐生翁書畫作品展」開幕式在位於杭州的浙江美術館舉行。 本次展覽於8月9日至8月31日開放，共展出沈定庵書法作品及文獻100件、徐生翁書畫作品及文獻50餘件。 開幕式現場。章是一 攝 沈定庵(1927-2023)為浙江紹興人，早年師從馮凌雲、林眾可等先生，後拜師著名書畫篆刻家徐生翁，曾任蘭亭書會會長、中國書法家協會理事、浙江省書法家協會副主席等職，其隸書風格雄強古穆，兼具現代感與視覺力量，榮獲「中國文聯終身成就書法家」稱號。 此前，沈定庵先生的子女沈大曄、沈大晟向浙江美術館提出了為父親舉辦紀念展覽的願望，並將父親珍藏的徐生翁先生的書畫作品捐出。因此，浙江美術館此次展出沈定庵早中晚年的代表作品和文獻共100件，紀念其百年誕辰。 「先父的一生是書法的一生，他以書為業，以書為榮，以書為傲。」沈定庵之子沈大曄說。在學術與著述上，沈定庵撰有《論王羲之的書法藝術及其思想》等論文，主編《20世紀書法經典·徐生翁》卷等，著有《沈定庵書法集》《定庵隨筆》《近百年紹興書畫家傳》等，收錄任熊、徐生翁、陳半丁等近百位紹籍書畫家的生平與成就，為傳承鄉邦藝文脈絡留存了珍貴文獻。 徐生翁(1875-1964)同為紹興人，以書畫篆刻名世，民國時期便有「金石書畫，橫絕千秋」之譽。新中國成立後，徐生翁任浙江省文史研究館館員、紹興縣文物管理委員會委員，政協紹興縣委員會委員。此次展覽集中展現了沈定庵與徐生翁的藝術成就及深厚師生情誼，為觀眾提供了近距離感受浙派書法傳承與魅力的機會。 展覽現場。主辦方供圖 展覽布局上，浙江美術館4、6號廳展出沈定庵作品，按「蘭亭接武」「虛懷問道」「桑梓情懷」「湖山寄跡」四部分呈現；5號廳展出徐生翁作品42件組，涵蓋書法與繪畫兩類。(完)
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