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2026-02-22 15:05 9,742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8日，北京市石景山區政協舉行「委員開講·三庫賦能」啟動暨中小微企業高質量發展專題班開班式活動。作為石景山區政協「委員開講了！」系列活動的「升級版」，「委員開講·三庫賦能」是石景山區政協廣泛凝聚共識、服務區域發展的全新實踐探索。 何為「三庫」？基於「委員開講」的履職創新 「委員開講·三庫賦能」中的「三庫」指委員專家師資庫、專題庫、實境課堂庫，即深耕不同行業領域的政協委員作為講師，根據經濟社會發展「堵點」及民生關切等設計專題，並將「課堂」延伸到企業、園區、街道、社區等產業發展主戰場、城市更新樣板區和民生服務最前沿。 這是石景山區政協在「委員開講啦！」活動實踐基礎上推出的創新舉措。「委員開講啦！」活動自2022年啟動以來，已舉辦60餘場特色活動，50餘名政協委員走進機關、企業、社區、公園等開展宣講，2000餘名各界群眾參與，宣講內容涵蓋經濟科技、醫藥衛生、歷史文化等領域。 北京市石景山區政協「委員開講·三庫賦能」啟動暨中小微企業高質量發展專題班開班式活動現場。 程小路 攝 「委員開講啦！」是政協委員學習交流、知情明政的重要渠道，也是服務區域發展、聯繫群眾凝聚共識的橋梁。活動開展3年來，不少「開講」轉化為建言。如石景山區政協委員、北京廣播電視臺主持人馬驤圍繞「解決石景山區金頂街街道趙山小區居民『回家似登山』出行難的問題」主題開講，由此形成相關提案，促成多方協商，推動小區電梯加裝，惠及200餘名居民，相關經驗被納入北京市基層治理案例。 在「開講」基礎上，石景山區政協系統性構建「三庫」體系，實現從碎片化活動到規範化平臺的提升。委員專家將更加精準對接需求，專題更加緊扣工作重點、發展難點和民生熱點，課堂也將更「沉浸式」、更「接地氣」。 石景山區政協相關負責人舉例介紹道：「比如，法律界委員講解法律法規，要用『大爺大媽聽得懂的話』來講，避免專業術語堆砌；課程內容設置上，既開設石景山區『十五五』規劃解讀等宏觀政策課，也有『社區養老服務優化』等民生微課堂等。」 「委員開講·三庫賦能」第一課上半場，石景山區政協委員潘好龍向中小微企業代表分享「商業街主題定位的底層邏輯」。程小路 攝 第一課聚焦商業發展瓶頸 邊逛街邊「開講」 「體育館把比賽、演唱會的門票賣出去後，如何把消費留下來？」活動當天，石景山區政協經濟界別委員潘好龍開啟「委員開講·三庫賦能」第一課，向中小微企業代表分享「商業街主題定位的底層邏輯」。 潘好龍是商業地產行業的資深從業者。在分享自己參與打造社區商業業態經驗的「理論課」後，他與「學員」們轉場「華熙LIVE·五棵松」商業街，開啟下半場「實境課堂」。 當天正值周五，北京立秋後的第一場雨連綿一整天，沒有擋住消費者逛街的腳步。商業街如何保持旺盛人氣？潘好龍邊走邊講解：「很多年輕人看完球賽、演唱會，不會立刻回家睡覺，而是到附近的餐飲商鋪繼續消費……當商業街的定位和商圈環境形成生態閉環，商家就能賺到錢。」 「學員」中，某專精特新企業職員吳樹華告訴記者，其公司從事儀器儀表生產，雖與商業地產屬不同領域，但這堂課令她獲益匪淺，因為「不管什麼行業，商業底層邏輯都是一樣的」。 潘好龍為此次「開講」的「備課」內容也轉化成了相關建言。他告訴記者：「前不久參加石景山區政協年中專題協商議政會，我的建言就是關於文旅商體展融合發展的內容。」 「委員開講·三庫賦能」第一課下半場在五棵松的商業街「現場開講」。程小路 攝 「三庫」資源精準發力 服務區域發展大局 「『師資庫』把委員的專業特長變成企業的共享資源，『課程庫』把宏觀政策拆分成可感可及的實操指引，『實境課堂庫』把標杆案例搬到企業身邊。」活動現場，石景山區魯谷街道商會會長曹世民形容道，「三庫」機制就像把政府、街道、商會、企業、金融機構拉進同一個「朋友圈」，「這種『抱團發展』的氛圍，比任何補貼都來得珍貴。」 據介紹，「三庫」資源內容將根據石景山區域發展重點方向和基層群眾、企業反饋及時動態調整，做好資源領域細分，與街道、商會等充分溝通，覆蓋更多群體需求。 石景山區政協主席金秀斌表示，「委員開講·三庫賦能」是石景山區政協深入貫徹北京市政協工作部署，創新制度機制、提升履職質效的重要探索。區政協將持續推動「委員開講」與協商議政、民主監督等履職深度融合，把企業訴求、群眾呼聲轉化為高質量的提案和社情民意，在服務區域發展大局中尋求最大公約數、繪就最大同心圓。(完)(《中國新聞》報記者 程小路 報導)
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