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2025-12-10 23:09 1,785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)
近日，市經信委公示2025年上海市中小企業特色產業集群名單，位於梅隴鎮的「閔行區汽車設計及零部件智造集群」成功入選。據悉，2024年，該集群實現總產值達56.48億元，中小企業貢獻率超50%，近三年年均增長13.14%，發展態勢喜人。據了解，近年來，梅隴鎮依託「隴商空間」品牌，以「一車一世界，隴商聚汽勢」為理念，通過「隴企業、隴資源、隴服務」構建了特色化中小企業服務體系，還設立汽車產業賦能中心，加強產業融合與招商引資，集群效應日趨凸顯。目前，作為上海汽車產業核心配套區，「閔行區汽車設計及零部件智造集群」已集聚重點企業86家，包括採埃孚、佛吉亞、偉巴斯特等全球百強企業，以及卡博特、福伊特、匯眾等細分領域龍頭，產業鏈涵蓋上遊新材料、生產設備等，中遊零配件、傳感器研發製造及下遊整車製造、後市場服務等環節，形成多元化汽車產業配套生態。其中，偉巴斯特是世界100強汽車天窗系統供應商，卡博特是美國500強特種化工材料供應商。聚焦產業技術升級需求，該集群已系統梳理出92項關鍵技術攻關清單，涵蓋汽車天窗系統、新能源三電技術、材料工藝、智能製造、氫能儲運、測試驗證六大核心關鍵技術領域。集群內，有國家級高新技術企業20家、專精特新企業23家、專精特新「小巨人」8家，構成核心創新梯隊。2024年，集群研發投入3.32億元，年均增長5%；累計授權發明專利103項；近三年主持、參與制定產業標準51項，技術話語權顯著提升。比如，氫楓（中國）是國內領先的氫能技術解決方案提供商，專注於提供氫氣製取、儲存、運輸和應用的跨產業鏈綜合技術解決方案。2024年底，由該企業製造的全球首例鎂基固態儲氫罐從上海順利出口，通過海運發往馬來西亞砂拉越州，標誌著我國在氫能儲運技術領域的商業化應用取得了重大進展。此外，該企業的「儲氫材料規模化-儲氧材料規模化製備技術與裝備開發」「高溫型儲氫材料-高溫型儲氙材料高效運氧工程應用示範」兩個項目還納入國家重點研發計劃。這一產業集群還創新協同機制，實施「輪值鏈主」制度，整合偉巴斯特等鏈主企業與上下遊資源，持續動態跟蹤集群內企業情況，服務好集群內企業的各方面需求，重點搭建企業間互動平臺，進一步推動產業鏈上下遊產供銷一體化協同協作機制。比如，輪值鏈主之一的上海·力波，成立了「上海力波汽車產業賦能中心」，賦能中心由多方共建，融合資金孵化、產業創新及載體賦能。目前，上海·力波已經匯集了北汽設計中心，廣汽前瞻研發設計，一汽奔騰、環華理工業設計創新中心等眾多車企研發設計平臺。賦能中心還聯動產業上下遊資源，加大招商力度，搭建行業交流平臺，輸送專家論壇等服務，全方位助推汽車產業高質量發展。今年5月，梅隴鎮商會、汽車產業集群與彩金包裝、車配龍零部件科技產業園、寧波銀行（永贏之家集採平臺）等籤訂採購戰略合作協議，賦能商會及集群內企業降本增效。與彩金包裝集採協議籤訂的當天，即促成企業與彩金包裝第一筆訂單的產生。築巢引鳳，聚勢謀遠。近日，寧德時代後市場（上海）直營體驗中心也正式入駐梅隴鎮，成為集群一員。該中心是寧德時代在長三角布局的重要後市場服務基地，提供電池展示、銷售、售後維修、技術培訓等一站式服務，為梅隴新能源汽車後市場發展注入新動能。據介紹，下一步，該集群將主要圍繞技術創新、市場拓展與人才培育，出臺專項政策強化跨部門協同，建立「規劃-執行-督導」閉環管理機制，依託產教平臺培育智能網聯等領域人才，全面賦能汽車產業高質量發展。
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