那達慕側記：綠浪歡歌中的文化盛宴
2025-11-10 19:09 9,397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)
臺中8月4日電 題：臺商王仲鵬：盼兩岸攜手探索有機農業合作新路 記者 張曉曦 「我們希望把臺灣有機農業成熟的經驗模式，與大陸日益增長的食品安全需求對接起來，讓更多人吃得安心。」近日在臺灣臺中市，臺灣鵬景集團董事長王仲鵬在接受記者採訪時如是說。 近年來，隨著健康飲食理念逐漸深入人心，有機農業在兩岸的關注度與合作熱度持續升溫。王仲鵬表示，臺灣在有機種植方式上的探索已有多年基礎，特別是在減少化學投入、提升土地復原力和種植標準化方面積累了豐富經驗。 據王仲鵬介紹，其團隊長期投入「原礦家」有機農法的研發與推廣，在治理田間蟲害時可不噴灑農藥，而是用硅藻土和甲殼素等混合原料進行噴塗，在植物葉面形成物理保護層，以防止蚜蟲、線蟲等蟲害侵襲。這種農法能夠穩定產出優質蔬果，且營養成分有所提高，口感自然清爽。 「這些做法不僅適合臺灣本地，也能夠在大陸找到合適的落地場景。」他說。 為了推動這一想法落實，自2011年起，王仲鵬及其團隊在甘肅榆中、陝西西安、安徽馬鞍山等地建立試驗基地，推進當地果蔬生產從「綠色種植」向「有機生產」轉型。 他說，兩岸對於安全、健康農產品的需求是相通的，這也是合作的最大基礎。 2023年，王仲鵬團隊完成種植環節的標準修訂，形成一套可複製的生產規範；2024年將這一模式進一步拓展至海南，並與海南師範大學等高校、機構展開合作。 「海南具有熱帶作物種類豐富、農業轉型迫切的特點，是適合實驗高效有機農業的地方。」王仲鵬介紹，目前團隊已在海南試種豇豆、西紅柿等農作物，並結合檢測機制進行品質評估。 種植實踐之外，王仲鵬團隊積極參與兩岸農業交流，探索「農業+養老」「農業+鄉村建設」等多種融合模式。其中在海南實施的一項老人院蔬果種植項目，幫助老年人親手種植、食用無毒蔬菜，獲得良好反饋。 他透露，團隊正規劃在江蘇、浙江等地設立新的示範點，與臺灣農民創業園等平臺對接，「希望更多年輕人、更多願意投身綠色農業的人參與進來，把這條路走寬、走穩。」 「有機農業合作，不僅是推動農業升級的切口，也是一條通向未來的道路。」王仲鵬說，希望有更多兩岸從業者一起，把健康、安全、可持續的農產品帶給更多人，成為兩岸民眾共享的福祉。(完)
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