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2026-03-01 23:25 1,382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)
新甘肅客戶端訊(新甘肅·每日甘肅網記者 周者軍 吳承啟)8月13日，九色甘南香巴拉·瑪曲第十六屆格薩爾賽馬會舉行，當天，第二屆瑪曲攝影節開幕。本屆攝影節以「溯源&展望」為主題，匯聚了來自北京、西藏、四川、陝西、甘肅等地50多位攝影家的近300幅記錄藏地人文景觀、反映時代發展風貌、體現文化脈絡及當代精神的攝影作品。其中，既有扎西次登、旺久多吉等老一代藏族攝影家拍攝的珍貴歷史影像，也有楊延康、牛恆立、王建軍、郭建設、金平等攝影家的紀實和當代攝影佳作。 以黃河為主題的影像作品，是歷屆瑪曲攝影節不可或缺的重要組成部分。本次攝影節將展覽「陝西攝影群體：渭河流域文化攝影考察30年」。創作群體以黃河最大支流渭河流域作為文化輻射，用影像進行地域和文化考察。展現攝影者「沿河而上」，尋找文化溯源，形成黃河沿岸歷史影像的深度回溯及思考。 瑪曲攝影節不僅堅持追溯歷史，深挖底蘊，展現經典影像，留下珍貴存證，同時注重攝影師和攝影作品的文化語境、影像語言、視覺風格和多元化表達。剛揭曉不久的第六屆「故鄉的路」中國少數民族攝影師獎獲獎作品，為瑪曲攝影節帶來新的影像活力。 攝影家們以開放的文化語境，展現了瑪曲攝影節主題時間線的宏大敘事與微觀呈現，為分析、構建、追溯藏地攝影文化的視覺敘事提供了極具歷史文獻價值的重要影像文本。 瑪曲攝影節為溯源藏地當代攝影文脈提供了一種必要的探索和實踐；藏地多元形態形成的開放文化空間，為研究推動民族影像的發展提供了一個深遠廣闊的視野和前景。攝影媒介的包容性為「觀看」提供了廣闊的創作空間，體現作品與創作方向的原生，攝影師創作初衷與內心成長的原生。這批作品回到了它的「原生」之地，所呈現的光影魅力，正是所有作品拋開原有時空的二次再創作，畫面中的雪山、聖湖、牧人、牛羊，不止停留在畫面上，這些攝影作品有了呼吸，有了感情。 攝影節現場圖片。新甘肅·每日甘肅網記者 周者軍 攝 鏡頭記錄時代變遷，影像見證歷史瞬間。為進一步加強與社會各界攝影愛好者的聯繫，在這個春光明媚、生機盎然的季節，每日甘肅網圖片頻道、新甘肅客戶端鏡像頻道同向奔波在社區鄉村、山川草原上的您約稿，您拍攝的新近發生的新聞事件、社會紀實、人物故事以及自然風光、人文歷史等具有新聞元素和光影藝術的照片，我們將擇優及時刊發並支付稿酬。 期待您運用豐富的攝影語言，描繪隴原大地日新月異的精彩瞬間，謳歌隴原兒女砥礪前行的精神風貌。
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