北京：中國工藝美術館舉辦七夕系列活動
2025-11-09 16:50 5,659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)
上海8月8日電(繆璐 陳惠晗)8月8日是我國第17個「全民健身日」，2025年「全民健身日」主題活動全國主會場(上海)系列活動暨2025全國大眾歡樂冰雪周當天在普陀冰上運動中心舉行。值此「體育宣傳周」之際，上海市近千處公共體育設施免費向市民開放，並計劃舉辦近300場賽事活動，廣泛號召市民走出家門、邁向運動場。 8月8日，2025全國歡樂冰雪周啟動。(主辦方供圖) 本次活動將北方的冬季運動文化與南方的創意賽事嘉年華、冰雪場地完美結合。三天時間裡，豐富多元的體驗項目將滿足不同人群的運動需求。以普陀冰上運動中心為冬季版塊主會場，現場設置「冰雪嘉年華」，8月8日至10日每天14點至18點，「全民健身日滑冰公益體驗課」將面向零基礎人群開設1小時公益課，不僅有冬奧項目科普、基礎滑冰安全要領講解，更有多位專業教練傾情指導，讓南方市民近距離感受冰雪運動的魅力。此外，旱地冰壺、旱地冰球、VR滑雪、桌面冰球等項目充分體驗冰雪競技的樂趣，在輕鬆歡樂氛圍中傳遞冰雪文化。 除了在夏日解鎖「冰雪奇緣」，本次主題活動期間，科技體育愛好者還能夠在普陀冰上運動中心「科技體育嘉年華」中過足癮，虛擬滑雪、翼裝飛行、無人機足球等前沿項目讓人仿佛置身未來賽場，虛擬騎行、體育健身數字院線體驗則帶來沉浸式運動感受，智能搏擊競技場和親子AI障礙賽更能讓全家共享科技運動的樂趣。更有專屬「親子嘉年華」集合多種闖關遊戲體驗，為孩子的暑期生活留下精彩一筆。 值得一提的是，為號召更多市民加入全民健身行列，鼓勵市民群眾參與多樣化的體育運動，提振體育消費市場信心，上海市體育局與美團今年也加大合作力度，鼓勵更多的優質體育場館參與體育消費券配送，將於8月8日至9月7日開展為期四周的上海體育消費券專項活動，600萬元上海體育消費券疊加600萬元美團優惠活動補貼，可在全市近萬家商戶使用。 此外，由上海市體育局、上海市體育總會主辦，上海市社區體育協會、各市級單項體育協會及有關單位共同承辦的2025年上海市「全民健身日」主題活動——科學健身指導體驗周活動，於8月8日至14日舉行。 上海各項目社會體育指導員將為市民提供豐富多彩的科學健身指導服務，課程包括室內滑雪、足球、籃球、匹克球、桌球、戶外運動等30餘個運動項目。活動期間，上海16個區約150個指導場所，開展超500場次的體驗活動，為市民提供超7000個免費體驗名額。(完)
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