2025湖南（長沙）跨境電商交易會啟幕 助推優品出海湘鏈全球
2025-10-30 14:19 6,865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)
重慶8月11日電 題：南美「美人魚」遊進中國：夢想在水下綻放 作者 梁欽卿 夏日的重慶漢海海洋公園內，巨型玻璃幕牆後，一對來自委內瑞拉的「00後」情侶路易斯(Luis)與阿里(Arianna)身著魚尾服飾，在魚群中輕盈穿梭，引得遊客陣陣驚嘆。 21歲的路易斯曾是水球運動員，19歲的阿里則是花樣遊泳選手。退役後，他們出於對中華文化的好奇，2024年首次來到中國，成為海洋公園的「美人魚」演員，紮根重慶生活。從競技賽場到表演舞臺，近日兩人頗有感觸地對記者說：「這片水下世界，讓我們的夢想煥發了新的色彩。」 近日，路易斯(上)和同事們在水下進行「美人魚」表演。梁欽卿 攝 阿里介紹，他們暑期每天要完成5場演出，在縱深約8米、容納5500噸海水的巨型水族缸中進行表演。表演時需巧妙避開魚群，還要在水中完成揮手、翻轉等各種動作。 常規表演的魚尾重量在5斤左右，整套服飾打溼後近7斤。路易斯手中的三叉戟道具有11斤重。但對「美人魚」演員而言，最難的其實是在水下保持舞姿優美。路易斯說，穿上魚尾服飾後，雙腳被固定在一起，表演難度比普通遊泳和潛水大很多，遊動起來更考驗表演者的腰部力量和肺活量，職業「美人魚」演員能通過調整呼吸節奏，讓表演惟妙惟肖。 「水中要同時克服浮力與阻力，每個動作都需反覆錘鍊。」阿里說，學習過程比較難，要練習憋氣、調息、背部訓練等，運動狀態下憋氣30秒以上才算合格，靜止狀態下則需要憋氣更長時間。 「男性演『美人魚』雖少見，但剛柔並濟反而能展現多元魅力。」為塑造獨特風格，路易斯堅持健身增肌，還自學舞蹈和編排水下動作。 近日，阿里身穿「美人魚」服飾在水下進行表演。梁欽卿 攝 阿里不僅堅持鍛鍊，還要嚴格管理飲食，只為將最美的體態呈現給觀眾。「每次化身『美人魚』，就像喚醒另一個自信的自己。」她說，「『美人魚』是為人們傳遞快樂的職業，我真心熱愛這份工作」。 脫下魚尾的兩人與同齡的中國青年並無二致：愛逛街、愛美食，用手機記錄穿樓而過的軌道列車和山城的璀璨夜景。 「沒有遇到過解決不了的困難和障礙，大家都願意伸出援手。」阿里說，現在他倆已經能熟練使用行動支付，也習慣了重慶的火辣味道。 「中國太大了，像重慶這樣美麗的城市數不勝數，我們想多了解不同地方的文化特色。」阿里憧憬道。 路易斯表示，「美人魚」這一職業是他們走進中國的契機，兩人的夢想是編排一支融合中國和南美文化的水下舞蹈，傳遞文化之美。(完)
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