兩岸高校師生共話職業機遇 青春對話架起發展橋梁
2025-12-17 20:37 1,764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)
北京8月12日電 扔掉的舊衣服，如何「重獲新生」？在安徽省金寨縣的一家民營企業內，全自動生產線高速運轉，成千上萬噸廢舊衣服經撕碎、高溫加熱等工序，轉化為黑白顆粒物，成為可再生成衣的原料。廢舊紡織品的「新生」從這裡開始。 由中國經濟傳媒協會主辦、安徽經濟報業承辦的「聚焦環保新質生產力——走進安徽新登利」調研活動日前在安徽省六安市金寨縣舉行。活動以安徽新登利環保科技有限公司(下稱，新登利)為案例，探訪了民營企業在環保新質生產力領域的創新實踐，解碼紡織行業發展循環經濟的突破路徑。 據介紹，金寨縣近年來堅持以「雙碳」目標為牽引，聚焦環保新質生產力，系統構建現代環保產業體系。「當前，總投資52億元的新登利環保裝備產業園一期已經投產，二期正在火熱建設。」金寨縣委宣傳部副部長曹作義表示，依託金寨抽水蓄能電站、華電福新風電等項目，該縣努力探索『綠電-綠氫-綠氨』全鏈條示範，碳匯交易走在全國前列。 資料顯示，中國是全球最大的紡織品生產國和消費國，紡織纖維加工總量佔全球一半以上，國內廢舊紡織品存量巨大。2022年，國家發展改革委會同有關部門印發的《關於加快推進廢舊紡織品循環利用的實施意見》提出，到2025年，廢舊紡織品循環利用體系初步建立，循環利用能力大幅提升，廢舊紡織品循環利用率達到25%，廢舊紡織品再生纖維產量達到200萬噸。科技投資人何澤儀在調研座談會上指出，在此背景下，我們需要新的技術路線，也需要新的產業共識。 中國經濟傳媒協會副會長張曙紅認為，新登利為眾多企業打開了一個觀察環保新質生產力的窗口。從技術研發上的持續投入，到將環保理念融入產業創新舉措，再到面對市場挑戰時的戰略轉型，體現了民營企業在踐行綠色發展理念中的戰略與智慧。 據悉，該企業的T2T化學法廢舊紡織品化學分解技術，通過化學分解和再聚合過程，實現從廢舊衣物到新衣物的閉環循環。「T2T即Textile to Textile，紡織品到紡織品。其技術原理是將廢舊聚酯材料分解成化學小分子，然後通過精餾、過濾、提純等步驟，重新聚合成為再生聚酯產品。」青島大學紡織服裝學院教授田明偉介紹，這一技術不僅減少了行業對石油等原生資源的需求，同時顯著降低了對原生資源的依賴。 「相比原生石油基路線，T2T化學法再生體系可降低約60%-85%的碳排放及能源消耗，大幅減少環境汙染。」新登利總經理葉孝喆表示，企業項目總規劃產能為每年10—11萬噸。全面投產後，每年可回收利用超12萬噸廢舊紡織品，減排溫室氣體超48萬噸，相當於2600萬棵樹的碳匯效果。」 何澤儀認為，科技與碳中和的深度融合已成為全球環保的結構性機會，而「科技+材料+循環經濟」的交叉領域，則是下一輪工業重構中的支點。「利用再生材料能有效節約資源，降低企業生產成本。」她表示，掌握再生材料技術，企業可成為規則制定者，在國際市場上擁有更大話語權。(完)
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