中國對外投資流量連續13年位居全球前三
2026-01-21 04:26 8,951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)
因河而生、向海而興，天津這座充滿魅力的城市，正以其獨特的文化符號，積極融入世界文化交流的大舞臺：霍元甲的拳腳功夫在銀幕上震撼西方觀眾，孟廣祿的京劇唱腔迴蕩在維也納金色大廳，楊柳青年畫在羅浮宮卡魯塞爾廳寫下了濃墨重彩的一筆……天津的文化符號早已超越地域界限，成為世界讀懂中國的「外交密碼」。近日，「何以中國·和合共生」網絡主題宣傳活動將在天津古文化街啟幕。從武術到戲曲，從年畫到民俗，天津再次以文化為紐帶，編織跨越山海的「和合」故事。城市文化的走心之旅，從來不是簡單的輸出，而是雙向的共鳴。譬如，中國武術作為東方哲學的肢體表達，其「以武止戈」的精神早已成為全球推崇的至上理念；京劇藝術能徵服海外觀眾，靠得恰恰是戲曲中「唱念做打」的程式之美，這與西方歌劇的戲劇張力可謂是同頻共振、異曲同工——作為北方文化重鎮，天津攜武術、戲曲等文化符號以「和合」的姿態走向世界，它們便不再是地域標籤，而是人類共同的情感語言。以文化來推動和合共生，不單單是說說而已。在諸多文化流派之中，「津派文化」之所以能源遠流長，它的細節之處往往是最見功底的。在玉成號畫坊第七代傳承人張宏看來，楊柳青年畫「勾、刻、印、繪、裱」五道工序裡，每一筆都需凝神靜氣。再看石家大院的磚木石雕融合中西建築美學的裝飾風格、古文化街的泥人張把手藝做細「於徑寸之間」，這些以「小而美」的文化形態，拉近了文明對話的距離。當它們的風採被外國友人所領略，那種讚嘆之聲是無需翻譯的，因為美是世界通用的語言。而這種「潤物細無聲」的傳播，恰是文化軟實力的高階表達。「走出去」和「請進來」，始終是津派文化的進行時，而「和合」二字的深意，在天津的開放實踐中尤為鮮明。過境免籤政策的實施，讓更多國際友人得以駐足天津，在楊柳青古鎮民俗文化館體驗「歷史·民藝·傳承」的立體畫卷，在古文化街的茶館感受到最地道的相聲文化……這些互動不再是觀光旅遊的賞心悅目，而是文明互鑑的鮮活場景。世間美好的事物，總有融會貫通之處。正如「上海精神」所倡導的「互信、互利、平等、協商、尊重多樣文明、謀求共同發展」，天津用文化搭建的，正是一條民相親、藝相融、心相通的快車道。當外國遊客親手印製一幅年畫，或學唱一句戲曲時，文化的邊界便在體驗中悄然溶解。從「津派文化」到「和合天下」，這其中代表著一座城市尋找知己的熱忱、傳播文明的擔當，它需要具體形式的踐行。這場「何以中國·和合共生」活動，恰是天津文化自信的當代註腳。從霍元甲武術的剛健有為，到京劇藝術的虛實相生，再到年畫民俗的吉祥寓意，天津的文化符號始終貫穿著一條主線：和而不同，美美與共。關於「何以中國」的提問中，「和合」是重要的答案之一。天津以文化促進理解、以對話凝聚共識的實踐，正是「和合」智慧的生動體現。當古文化街的燈籠亮起，照亮的不僅是天津的過去與現在，更是一條通往「和合天下」的未來之路。（謝偉鋒）
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