首次集中展示！4支戰略兵種受閱方隊將擎嶄新軍旗亮相九三閱兵
2025-11-01 05:31 8,916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)
英國氣候及能源智庫機構恩伯(Ember)經理薩姆·巴特勒-斯洛斯和策略師金斯米爾·邦德8月5日在《中國日報》撰文稱，憑藉得天獨厚的優勢，中國在促進本國能源轉型的同時，為全球新能源發展作出貢獻。 中國能源轉型優勢顯著 文章指出，近年來，煤炭、石油和天然氣等傳統能源正在逐漸被太陽能、風能和電池等新能源取代。在此基礎上，作為製造強國的中國成為新能源經濟的主要推動者，在新能源製造、創新、應用和出口領域都處於領先地位。 首先，製造業是中國能源轉型的最顯著動力。2024年，全球五分之四的太陽能組件和電池、超過三分之二的電動汽車產自中國。與此同時，中國對這些新能源產品所需關鍵礦產資源的平均貢獻率達到七成。 其次，創新也是中國能源轉型的重要動力。中國既是能源轉型研究中心，也是新能源生產中心。如今，中國清潔能源技術專利申請的全球佔比已經從2000年的約5%上升至75%以上，中國企業在能源領域的研發支出已接近歐盟與美國的總和。 這些研發已經轉化為真正的科技成果。例如，中國生產出能量密度更高、充電速度更快、投入更少、成本更低的電池，可以為卡車、輪船和短途航班提供電力支持。 再者，清潔能源的快速部署是中國能源轉型的第三大動力。相較於中國的清潔能源部署規模和增長速度，西方的行動顯得尤為遲緩。例如，僅山東省的光伏裝機容量就超過了義大利與西班牙的總和，廣東省電動汽車數量超過了德國。 中國為全球新能源發展作出貢獻 文章進一步表示，以太陽能蓄電池、鋰離子蓄電池和電動汽車為代表的「新三樣」產業的出口正在蓬勃發展。恩伯的統計數據顯示，2024年，中國光伏組件出口規模約為242吉瓦，其中一半銷往新興市場。 中國電動汽車發展勢頭令人印象深刻。過去十年，中國已經從汽車淨進口國轉變為全球最大的汽車出口國。2024年，新興經濟體超過歐盟，成為中國最大的電動汽車出口市場。中國對新興經濟體的電動汽車出口額從2020年的約4.7億美元升至2024年的165億美元。 得益於中國的能源技術出口，新興經濟體能夠以更低成本、更快速度滿足日益增長的能源需求。事實上，五分之一新興經濟體的太陽能和風能裝機容量已經超過發達經濟體，同時約五分之一新興經濟體的電氣化率高於發達經濟體。從巴西到摩洛哥，從埃及到越南，世界多國正在利用新能源促進經濟增長。 憑藉專業知識和融資能力，中國正在全球範圍內構建本土化能源技術供應鏈。過去五年，中國電動汽車和電池企業已在印度尼西亞、泰國和巴西等新興市場投入巨資建設生產設施。 一言以蔽之，中國在可再生能源和電氣化、製造和發明、國內應用和全球出口方面均處於領先地位。 一個多世紀以前，福特汽車創始人亨利·福特推出了T型汽車，打開了平價汽車和「石油時代」的大門。在此背景下，大規模裝配生產線成為工業生產中的常態，公路和郊區變成新地標，「美式和平」不斷引發地緣政治博弈。福特和美國與其說是在製造汽車，不如說是開啟了一個以美國為主角的時代。 如今，歷史重新拉開帷幕，這一次的主角是中國。 (英文原文刊發於《中國日報》智享匯欄目) (編輯：嚴玉潔 王輝 周鳳梅 朱萍)
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