習近平總書記西藏行
2025-11-11 07:58 2,527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)
昆明8月13日電 (時文枝)暑期的昆明街頭，一款淡青色「見手青米布冰淇淋」吸引眾多遊客排隊打卡。「奶味中透著菌子的清香，蓋碗茶造型拍照絕美！」四川遊客王樂研調侃，「親測無毒，沒見到傳說中的『小人人』。」 雲南省擁有約900種野生食用菌，佔中國食用菌種類的91%。這些可食用野生菌有著獨特的美味，對環境要求也極為苛刻，所以貴為山珍。作家汪曾祺筆下「雨季一到，諸菌皆出，空氣裡一片菌子氣味」的盛景，年年在此上演，引八方來客爭相品嘗。 2024年7月3日，雲南木水花野生菌交易中心售賣的見手青。 記者 劉冉陽 攝 食客對野生菌的鐘愛不僅催生出菌嚮導、洗菌工、賣菌主播等新興職業，更推動雲南野生菌產業突破傳統餐飲局限。近期，一系列以見手青為核心元素的創新食品正成市場新寵。 見手青最早記載於明代醫學家蘭茂所著的《滇南本草》中，是牛肝菌的一種，因菌體切開後瞬間氧化為靛青色而得名。見手青有毒，生食或未煮熟食用易中毒，產生幻覺看見「小人人」，也因此引發無數網友好奇。 8月12日，遊客在雲南省昆明市一甜品店內打卡拍照見手青米布冰淇淋。 時文枝 攝 「食品安全是產品研發的絕對底線。」雲南裕隆盛農業科技有限公司副總經理畢興權介紹，公司推出的見手青米布冰淇淋使用人工培育的無毒見手青。標誌性的靛青色則採用天然海藻粉調製而成，安全美觀。 2024年11月，「中菌黃見手青1號」成為中國首個通過省級鑑定的牛肝菌栽培新品種，風味接近野生且無毒，現已在雲南省昭通市等地實現規模化培育。科技的突破為見手青從時令山珍走向全年供應提供關鍵支撐。 今年彝族火把節期間，雲南省楚雄彝族自治州推出「魔力菌菇號」見手青可樂，5天時間線下銷售超7000瓶。該產品通過專利萃取技術，將見手青、黑松露等特色菌類的靈魂風味與碳酸飲料融合。 更有趣的是，虛擬實境技術賦能飲料瓶身，用手機掃描二維碼，消費者就能安全地看見傳說中的「小人人」。 「見手青衍生食品的流行是消費者需求、文化傳承、科技創新和社交媒體傳播共同作用的結果。」中華全國供銷合作總社昆明食用菌研究所(雲南省食用菌產業發展研究院)所長孫達鋒表示，此舉在拓展野生菌應用場景的同時，推動了地方經濟發展和野生菌資源保護，展現了傳統食材在現代市場中的新可能。(完)
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