「原本自然」 第二回展覽亮相昆明 探索博物藝術新可能
2025-11-29 07:18 2,531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12日電 美國總統川普與俄羅斯總統普京將於8月15日在美國阿拉斯加州舉行會晤，這將是2021年6月以來俄美領導人首次面對面會晤。 會晤在即，許多重要信息已相繼釋出，阿拉斯加這一地點的選擇有何戰略考量？此次峰會可能對全球格局帶來怎樣的衝擊？俄美各自持何立場？歐盟與烏克蘭又如何看待這場會晤？多位專家在接受俄羅斯衛星通訊社採訪時，對這場重要峰會進行了深入解讀。 看點一：為何選在阿拉斯加會晤？ 義大利智庫「視野和全球趨勢」主任、政治學家蒂貝裡奧·格拉齊亞尼對俄羅斯衛星通訊社表示，川普選擇阿拉斯加作為與普京會晤的地點，背後有雙重考量。 一是宣示外交主導意圖。川普此舉旨在彰顯其政府「強化美國外交角色」的決心。 二是地緣歷史象徵。阿拉斯加與美俄兩國歷史淵源深厚，其地理位置既「凸顯了川普與普京的親近關係」，也暗示了「川普與歐盟的疏離」。 美國陸軍退役中校、資深國際顧問厄爾·拉斯穆森也向俄羅斯衛星通訊社表示，選擇阿拉斯加作為「特普會」地點具有特殊地緣意義——這裡堪稱美俄領土「最接近點」。更重要的是，北極作為關鍵開發區域，「既蘊含經濟機遇也涉及特定安全考量」。 古巴「勞爾·羅阿·加西亞」高等國際關係學院教授尤斯馬尼·費爾南德斯·帕切科在談到在阿拉斯加舉行會晤的重要性和象徵意義時表示，畢竟「在文化和宗教方面，那裡留下了許多俄羅斯存在的痕跡」。 拉斯穆森進一步表示，「綜合考量文化、經濟潛力，阿拉斯加實為適宜之選。」 資料圖：川普 看點二：「特普會」談判焦點何在？ 格拉齊亞尼表示，雙方談判焦點將不僅限於烏克蘭問題，更可能著眼於「構建新的安全架構」。 該架構旨在：一方面化解俄羅斯對歐盟及英國戰略意圖的核心關切；另一方面承認美國在歐洲大陸的利益。 格拉齊亞尼稱，「他們正致力於重構世界秩序。」 不過，他也強調，兩國總統目標各異，川普尋求在「新興的多極國際體系中維持其主導地位」。普京則力圖通過將「全球南方國家納入討論與決策進程」，來「定義新的全球秩序」。 看點三：談判前夕，俄美各有什麼目標？ 古巴專家帕切科表示：「俄羅斯在此次對話開始前立場堅定，並未屈服於要求結束衝突的美國的壓力。如果美國需要和平解決衝突，那麼就必須停止支持基輔政權。」 該專家表示，在即將舉行的俄美總統會晤中，有必要考慮到莫斯科的成功和實力，以尋求和平解決烏克蘭危機的方案。 資料圖：普京。 他強調，兩國都希望解決衝突，但基於不同的情況和目標。關於俄羅斯，帕切科指出，已反覆強調：任何和平協議「都將取決於特別軍事行動之初就設定的目標的明確實現」。 至於華盛頓方面，帕切科稱，他們追求的是經濟利益：「考慮到儘管受到制裁，俄羅斯經濟仍取得了顯著進展，一段時間以來，一些美國公司和其他地區的公司表現出了重返俄羅斯的意願，這在聖彼得堡國際經濟論壇等平臺得到了體現。」 看點四：歐盟和烏克蘭怎麼看？ 帕切科指出，此次俄美峰會引起了歐盟的擔憂。 他認為，歐盟最近與美國籤署了一份「完全不利」的協議，若華盛頓和莫斯科之間達成協議並解決烏克蘭危機，將使歐盟的處境更加艱難。 另一方面，他表示，基輔也感到擔憂。因為對基輔來說，雙邊協議將意味著烏克蘭的提議被忽視，甚至澤連斯基的未來也可能受到威脅。 資料圖：澤連斯基。 看點五：「特普會」有何戰略意義？ 阿拉伯國家聯盟前秘書長、埃及前外長阿姆魯·穆薩表示，即將舉行的俄美總統阿拉斯加會晤具有重要的戰略和象徵意義。 這位資深外交家表示，兩國領導人的會晤對討論國際議程關鍵議題至關重要，首要涉及烏克蘭局勢及尋求擺脫當前危機的方法。穆薩不排除談判議題可能包括中東問題調解。 資料圖：川普和普京會談。 穆薩強調，當今世界局勢和力量格局不僅取決於大國，更需要眾多參與者的廣泛互動。他指出：「存在包含南方、北方、東方和西方各方的大型聯合體。」 他認為，實現穩定需要漫長時間、多輪會談及大規模長期協議。 看點六：峰會前景是否樂觀？ 穆薩對峰會前景持現實態度，認為首次首腦會晤不可能解決所有問題，也無法詳盡處理每個議題，更不會促成立即行動。 但他視峰會召開為重要開端，穆薩稱：「這將開闢通往協議的道路，這些協議可能促進積極變化——無論是在經濟領域還是國際穩定問題上。」
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