【成都世運會】國際世界運動會協會運動項目研究與推廣中心正式揭牌
2025-11-21 23:35 8,396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)
溫州8月7日電(周健 熊文杰 楊程)一塊塊獎牌、一個個獎盃、一面面錦旗等依次排開，新兵們一邊觀摩，一邊聆聽老兵們的介紹……它們宛若「無聲戰鼓」，見證著一段段光輝的奮鬥歷程。 這是發生在武警浙江省總隊溫州支隊蒼南中隊(以下簡稱「武警蒼南中隊」)的一幕。連日來，該中隊舉行「衛士樹下話忠誠·榮譽牆前鑄擔當」「強軍故事會·榮譽大家談」等活動，旨在引發官兵情緒共振和情感共鳴，激勵他們在強軍徵程上奮勇前行。 武警蒼南中隊是「老牌」的先進中隊、多年的「四鐵」單位——從1995年至今，已連續30年被表彰為「基層建設先進中隊」，先後9次被武警浙江省總隊表彰為「基層建設標兵中隊」，榮立集體二等功5次、集體三等功8次，斬獲各項榮譽100餘次，2004年還被蒼南縣人民政府授稱為「蒼南衛士」。 2025年8月，浙江溫州蒼南，武警官兵向新兵介紹獎盃背後的故事。 熊文杰 攝 「2019年我剛下連時，被授予『蒼南衛士544號』。彼時，我與當時的老兵們共同奔赴颱風『利奇馬』搶險救援一線，經過數天的奮戰，圓滿完成救援任務，取得了這張證書，至今記憶猶新。」新兵班長龐深威表示，單位曬的不僅是榮譽，更是沉甸甸的責任擔當。 武警蒼南中隊指導員楊程則指著一張陳舊的報紙向新兵分享「飛車流血擒逃犯」的故事。「1996年6月11日下午，在一次押解特大流氓團夥主犯過程中，犯人借上廁所返回之機，掙脫牽制，跳車逃跑。時任班長王劉明毫不猶豫地從飛馳的列車上縱身躍下，在身負重傷、鮮血直流的情況下，仍以驚人毅力，咬緊牙關一路追趕，將強行跳車的犯人擒獲。」 據了解，近年來，武警蒼南中隊每逢新兵下連，讓他們先參觀承載中隊爭先創優回憶的榮譽室，先回顧傳承艱苦奮鬥精神的「艱苦奮鬥箱」，先銘記「蒼南衛士」編號，先學習紮根蒼南、矢志奉獻的衛士宣言。 談起曬榮譽的意義，武警蒼南中隊執勤三大隊教導員王亦威說道，「要讓榮譽成為『保鮮劑』，時刻提醒官兵精神飽滿、鬥志昂揚；要讓榮譽成為『清醒劑』，時刻提醒官兵拼搏進取、再創佳績；要讓榮譽成為『興奮劑』，時刻提醒官兵『見紅旗就扛、見第一就掙』。」(完)
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