首個全國科普月 中國科技館打造科學嘉年華展現科創科普「兩翼齊飛」
2026-02-02 22:56 6,573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)
三亞8月10日電 (張月和)「活動太精彩了，現場舞美效果非常贊！」8月9日晚，市民蘇鬱現場觀看2025和平精英PSI總決賽暨空投節年度潮流大秀後，對三亞的城市文化活力充滿期待，「希望三亞能落地舉辦更多耳熟能詳的品牌IP活動」。 8月9日晚，2025和平精英PSI總決賽暨空投節年度潮流大秀在三亞舉辦，活動吸引眾多市民遊客現場觀看。張月和 攝 今年暑期，熱帶濱海旅遊城市三亞迎來大批國內外親子客群，接連舉辦的大型活動為文旅市場再添一把火。Cosplay(角色扮演)主題系列活動、無人機煙花秀、世界機器人大賽……為市民遊客帶來更豐富的新潮體驗。 在第二十六屆海南國際旅遊島歡樂節三亞分會場全城歡樂無界Cosplay主題系列活動現場，山西遊客趙栩卉裝扮成自己喜歡的遊戲人物形象，與其他同好者交流合影不停歇，「來三亞之前沒想到能在旅途中玩上我最喜歡的Cosplay，衣服都是我臨時租借的」。 8月9日晚，海南三亞，一場Cosplay主題活動吸引眾多市民遊客參與。(三亞市旅遊和文化廣電體育局 供圖) 類型多樣、色彩亮眼的Cosplay與民族電音、沙灘篝火、二次元文化的融合還引來眾多市民遊客體驗，一連三天，活動現場人氣爆棚。 8月6日晚，一場無人機煙花秀在三亞灣畔上演，吸引超十萬名市民遊客觀賞。綿延十多公裡的海灣沙灘上，因拍攝表演而亮起的手機屏幕如點點星光，與夜空中的3000架無人機和絢麗煙花相映成趣。活動還帶動周邊酒店入住率飆升，三亞金鳳凰海景酒店總經理黃作林稱，當天該酒店入住率達100%。 8月6日晚，在三亞灣畔，一場「和平精英」版無人機煙花秀《魔童鬧海島》上演，絢麗的煙花映照著無人機組成的動畫人物及遊戲形象，吸引眾多市民遊客觀賞。張月和 攝 三亞市旅遊和文化廣電體育局公開數據顯示，今年上半年三亞接待過夜遊客超1420萬人次，同比增長約3%。今年暑期伊始，三亞官方就啟動文旅消費季，7月初至9月底，三亞計劃舉辦超900場次文化旅遊活動，發放近1000萬元人民幣消費補貼，以激活暑期文旅市場。 三亞鳳凰國際機場此前透露，今年7月暑運期間，該機場實現航班起降、旅客吞吐「雙增長」。 三亞市旅遊和文化廣電體育局大型活動與節慶科科長季雨說，三亞正著力推動各類活動落地舉辦，「我們希望讓遊客不僅能享受自然稟賦帶來的椰風海韻，也能切實感受到三亞這座城市的文化活力和人文魅力」。(完)
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