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2026-03-10 02:07 5,457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)
文匯報獲悉，8月10日清晨，海派藝術名家、上海大學美術學院教授、上海中國畫院畫師張培礎因病辭世，享年81歲。這是在上海美術界德高望重卻分外低調的一位藝術家，成名甚早，內功深厚，桃李滿天下。 今年春夏之交，張培礎在上海中國畫院美術館剛剛辦完「海上名家研究系列·大道尋真——張培礎水墨作品展」。這竟然是耄耋之年的他生平第二次舉辦個展，著實令很多人感到意外。在這次展覽上，張培礎呈現70餘件題材豐富的畫作，包括主題畫作品、戲劇人物、海上畫家造像系列、人物寫生系列、人體系列等，跨度超過40年，其中包括特意創作的一批新作。展覽期間，他向記者坦言：「我這一輩子畫了好多作品，不少經典作品已反覆展示過，這次希望能換點新的！」而彼時，他的身體狀況已不容樂觀。 張培礎的筆端，始終保持著日常、自然、本真的湧動。以人物畫見長的他，往往關注生活中的個體，尤其是身邊的都市人物，作品多描繪現代都市中形形色色人的生活場景、神態和情感。這些畫作似乎過於平和，算不上彈眼落睛，卻親切得就像人們熟悉的生活，並且經得起一再回味。張培礎的人物畫，在海派畫家中相當具有辨識度。除了主題性創作，他的畫幾乎無一例外呈現出一種「瀟灑的嚴謹」——一方面不勾線，慣用大筆磅礴、水墨淋漓的沒骨畫法，另一方面對於造型、結構等關係格外講究，既洋溢著濃濃的東方寫意，又呈現出較強西洋式的光感。 對於水墨這一東方特有的藝術語言，張培礎一直保持著自己的思考。他認為，筆墨術語中筆性、筆意、筆情之精微，墨韻、墨氣、墨趣之魅力，正是中國畫審美的最高境界。中國寫意水墨借物言志，抒發對中國畫意念、意韻精神的感悟，崇尚對筆墨精神含量的追求，正是一種藝術品性的至高境界。早在20多年前從上海大學美術學院副院長一職退休前夕，張培礎就曾和學生們辦起「水墨緣」師生展，日後又將「水墨緣」從展覽拓展成一個長期交流水墨技藝、心得的藝術沙龍，為海上水墨的探索與創新默默蓄力。
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