書展首日，毛尖層層追問孫甘露，好作家的秘訣浮出水面|講堂視頻
2026-02-26 01:49 2,421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)
8月5日，工作人員為貴州代表隊的一名選手包紮傷口。 新華社記者 阿曼 攝 新華社烏魯木齊8月5日電(記者董博婷、孫少雄)5日，由全國婦聯、國家民委、國家體育總局主辦的「石榴花開 青春綻放」全國青少年女子足球民族團結友誼賽，在新疆喀什大學新泉校區體育場開賽。 8月5日，在全國青少年女子足球民族團結友誼賽開幕式上，上海代表隊選手入場。 新華社記者 阿曼 攝 據悉，本次比賽共吸引來自全國的21支代表隊參賽，300餘名球員均為12至14歲女學生。5天賽期裡，她們將在綠茵場上揮灑汗水、奮力逐夢，讓青春的朝氣與拼搏的鋒芒在賽場盡情綻放。 這是8月5日在新疆喀什市拍攝的全國青少年女子足球民族團結友誼賽開幕式現場(無人機照片)。 新華社發(杜曉斌攝) 「以足球為紐帶，促進各族青少年交往交流交融，讓中華民族共同體意識深植各族青少年心靈，讓熱愛足球的『小玫瑰』盡情在綠茵場上收穫成長，太有意義了！」山東隊主教練劉翀由衷讚嘆。來自四川隊的12歲彝族球員比曲麼日牛動情地說：「這次比賽讓我第一次走出涼山，來到新疆，這裡的人都很熱情，和有足球夢想的同學們一起踢球，我太高興了。」 8月5日，新疆代表隊選手與貴州代表隊選手在比賽中。 新華社記者 阿曼 攝 友誼賽期間，球員們還將觀看「傳承好家風 共築家國夢」民族地區家庭學用國家通用語言文字展示活動，參觀喀什地區博物館和科技館，在交流研學中厚植家國情懷，鑄牢中華民族共同體意識。 8月5日，貴州代表隊的一名選手在比賽間隙補水。 新華社記者 阿曼 攝 近年來，全國婦聯將體育運動作為促進各民族婦女兒童和家庭交往交流交融的橋梁紐帶，助力新疆打造「石榴花·追夢女孩」青少年女子足球隊，截至目前已組建球隊268支。 8月5日，新疆代表隊選手與貴州代表隊選手在比賽中。 新華社記者 阿曼 攝
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