13歲男孩野外玩水後看到「小人跳舞」
2026-01-20 17:16 3,365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)
晨曦微露，河南省蘭考縣堌陽鎮徐場村，刨花飛舞，琴聲悠揚。泡桐木製成的琴、琵琶等銷往海內外，這個百餘戶的脫貧村，民族樂器加工產業年產值已突破1.5億元，村裡九成以上人家靠這個產業增收致富。 挺拔青翠的泡桐樹成長為撐起一方產業的致富樹，正是「十四五」時期我國持續鞏固拓展脫貧攻堅成果的生動縮影。 習近平總書記強調：「建設現代化國家離不開農業農村現代化，要繼續鞏固脫貧攻堅成果，紮實推進鄉村振興，讓群眾生活更上一層樓，在推進農業農村現代化中越走越有奔頭。」中央政治局會議指出：「鞏固拓展脫貧攻堅成果，確保不發生規模性返貧致貧。」 打贏脫貧攻堅戰後，黨中央設立5年過渡期，全力鞏固拓展脫貧攻堅成果，銜接推進鄉村全面振興。各地區各部門持續加大工作力度，強化政策扶持，守牢不發生規模性返貧致貧的底線。 脫貧縣農村居民人均可支配收入從2020年的12588元增長至2024年的17522元。 觀監測幫扶質效——織密「安全網」，守牢民生底線。 在全國脫貧人口最多的地級市雲南昭通，魯甸縣文屏街道脫貧戶楊清福的妻子2021年患重病需要手術，讓一家人面臨返貧風險。 網格員走訪發現後，第一時間啟動監測幫扶程序，為楊清福安排公益性崗位並介紹新工作，醫療費用也減免了許多。「真是及時雨！」楊清福說。 進入過渡期以來，各地持續健全完善防止返貧致貧動態監測和幫扶機制，從發現風險到落實幫扶措施，質效不斷提升。 察民生保障水平——補齊民生短板，託起穩穩的幸福。 「村裡有共享食堂、幼兒園，礦泉水項目加快建設，大家的生活更好了……」說起自然資源部定點幫扶給村裡帶來的改變，江西省贛州市贛縣區夏潭村黨支部書記謝瑞山有說不完的話。 2022年，夏潭村村莊規劃獲批。駐村第一書記王萍於2024年推動將礦泉水採礦權與集體經營性建設用地使用權創新組合出讓，成功交易420.1萬元。 「十四五」時期，「三保障」和飲水安全保障水平持續鞏固提升，脫貧群眾生活水平顯著提高。脫貧家庭和防止返貧致貧監測對象家庭義務教育階段輟學學生保持動態清零，脫貧人口和防止返貧致貧監測對象基本醫療保險參保率穩定在99%以上。 看自我發展能力——產業就業拓新路，確保持續增收致富。 在蘭考，南彰鎮一家共富工坊的故事讓人津津樂道。「以前編筐自家用，現在成了增收門路。」共富工坊裡，70多歲的脫貧戶李欽說。 盤活閒置院落，建設家門口的車間，這支平均年齡超過60歲的團隊，一年編織出8萬多個精美藤筐並出口海外。 如今，蘭考已建成304家共富工坊，帶動就業2.39萬人，其中脫貧人口和監測對象3366人。 「十四五」時期，脫貧地區鄉村特色優勢產業持續發展壯大，每個脫貧縣都培育形成2至3個優勢特色突出、帶動能力較強的主導產業，總產值超過1.7萬億元。脫貧人口就業能力和質量明顯提升，務工就業規模連續4年穩定在3000萬人以上。 今年是鞏固拓展脫貧攻堅成果同鄉村振興有效銜接5年過渡期的最後一年。農業農村部有關負責人表示，鞏固拓展脫貧攻堅成果須臾不可放鬆，下一步，將推動各地區各有關部門聚焦提升監測幫扶質效、抓牢產業就業幫扶、提高協作幫扶實效、優化完善幫扶政策等方面持續發力，確保過渡期圓滿收官。 人民日報 本報記者 常 欽 李曉晴
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