守護黑土地的勃勃生機
2025-11-10 16:49 6,352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)
貴州榕江8月9日電 (記者 袁超)2025年貴州「村超」總決賽9日晚在榕江落幕，忠誠村足球隊通過點球大戰擊敗對手奪得冠軍。 本場冠軍爭奪戰由忠誠村足球隊對陣龍泉井村足球隊。勢均力敵的雙方在比賽中呈現焦灼態勢，比賽臨近尾聲時，在大約1分鐘的時間內，雙方先後通過角球破門得分，1：1戰平。點球大戰中，發揮更為出色的忠誠村足球隊最終4：2點球勝出，奪得冠軍。 忠誠村足球隊隊長董永恆賽後喜極而泣，他說：「這個冠軍不僅是屬於我們全鎮的父老鄉親，更是我們全體球員團結協作、努力訓練最好的回報。」 8月9日晚，2025年貴州「村超」總決賽現場，忠誠村足球隊(紅衣)與龍泉井村足球隊(黃衣)球員展開拼搶。龍建睿 攝 「貴州『村超』的魅力除了有精彩的足球賽事外，還能沉浸式體驗中國豐富多彩的民族文化。」從遼寧專門來貴州榕江觀看總決賽的球迷吳國華說，自己認識的很多國外球員都知道「村超」，現場熱鬧的氛圍讓大家很想來踢一場快樂足球。 截至目前，貴州「村超」吸引中國超1600支足球隊帶著各地文化、服飾等到「村超」展演。「如藏族鍋莊舞、蒙古族的蒙古舞、川劇變臉、澳門醉龍、河南洛邑仕女蹴鞠圖等傳統文化亮相'村超'賽場。」榕江縣文化館館長李莎介紹，「村超」現場已經變成各民族「大交往、大交流、大交融、大團結」的舞臺。 貴州「村超」舉辦以來，卡卡、卡納瓦羅、巴喬、卡洛斯等世界足球球星相繼到訪，還吸引了法國、阿根廷、巴西等50多個國家30多支球隊的1300餘名球員來榕江踢球。 「通過足球這一世界性語言，向世界展現中國鄉村現代化的生動實踐。」榕江縣委書記徐勃9日接受記者專訪時說，通過舉辦「一帶一路」「村超」國際友誼賽、世界名校友誼賽等，以快樂足球增進了解交流，以鄉土文化講好中國故事，以價值認同提升傳播效果，打造國際傳播新IP，向世界展示中國鄉村振興的嶄新面貌。 貴州「村超」持續火爆，已成為榕江經濟發展的「金字招牌」。官方數據顯示：2025年1月至6月，榕江縣累計接待遊客472.64萬人次，旅遊收入51.47億元(人民幣，下同)。截至2025年7月31日，榕江縣餐飲行業市場主體營業收入9.35億元，全縣住宿行業營業收入0.98億元，全縣線上線下完成農產品銷售額4.2億元。(完)
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