「文學包袱」編織袋成書展風景線，上海書展文創上新啦！
2025-11-29 09:35 7,365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)
編者按：習近平總書記在浙江工作期間，親自部署實施文化大省建設「八項工程」。本端推出「習近平在浙江的文化故事」，讓我們循跡溯源，感悟偉大思想蘊含的科學真理價值、強大精神力量、博大文化情懷。 2024年，國產3A遊戲《黑神話：悟空》一經發售就在全球29個國家和地區銷量登頂，中國文化驚豔世界。不少外國玩家為了搞懂這款以中國神話為背景的動作遊戲，開始研讀《西遊記》。 一時間，網絡空間熱議：「這隻猴子為什麼誕生在西湖邊？」 這又是一個無中生有的奇蹟。 2003年，浙江動漫產業剛剛起步。 2005年4月8日，習近平來到中國美術學院傳媒動畫學院調研。這個全國首批「國家動畫教學研究基地」，就是在他直接推動下誕生的。習近平對浙江動畫產學研一體化非常重視。 在動畫學院的三維機房，有關負責人向他匯報了打造「動漫之都」的構想，他立刻回應道：「動漫產業前景廣闊，我們完全有這個實力。」 當天下午，習近平又馬不停蹄趕往浙江中南卡通公司。 那時，中南卡通剛搬進新辦公樓，空調尚未安裝，房間悶熱，習近平一邊用毛巾抹汗，一邊仔細觀看動畫創作過程。從前期導演、中期製作，到播出和發行等各個環節，習近平問得仔細。 「中國動畫有行業，沒產業。中國的動漫市場很大，但90%被國外卡通搶走……」浙江中南控股集團董事局主席吳建榮有些焦慮地說。 聽罷，習近平說：「動畫不是用錢來衡量的。它能夠為青少年提供健康的精神食糧。中華文明有五千多年的歷史，你們可以創作一些我們國家民族英雄的動畫作品。」 在習近平鼓勵下，中南卡通很快製作出了《鄭和下西洋》《鄭成功》等一批國潮動漫。憑著極具中國風味、中國特色，企業不僅做了一大批IP衍生品，還把版權賣到了海外——「我還記得當時在香港的一個酒店裡，一個外國買家拿10萬美金的現金從我手裡買走四盒動漫碟片。回來後我向習書記匯報，他很開心，笑著說：動畫是無煙工廠，要讓我們的文化走出去。」吳建榮回憶說。 事實上，習近平的這次動漫調研之行，與兩個月前杭州剛剛獲得我國第一次國家級、國際性動漫盛會——首屆中國國際動漫節舉辦權有關。 杭州能拿到這張「入場券」，與其悠久的繪畫藝術歷史、實力強大的中國美院及浙江大學的人才隊伍密切相關，基因強大，但需播種澆灌，因勢利導。 2005年夏天，首屆中國國際動漫節在西湖開幕。現場銷售額突破千萬元，達成合同(意向書)成交額30億元。世界動畫學會創始人波爾多感嘆說：「世界上最富有想像力的事業，一定是在最美麗的地方。」 產業的種子播下了，如何讓它在西子湖畔長成常青樹？ 習近平專門寫信給國家廣電總局，促成動漫節永久落戶杭州。他還推動成立中國國際動漫節節展辦公室，杭州市財政投入專項資金。一個動漫產業的創新生態逐漸形成，經濟融入人文、人文浸潤經濟的實踐不斷豐富。 「文化很發達的地方，經濟照樣走在前面。」2023年全國兩會期間，習近平總書記提出了「人文經濟學」的重大命題。 早在浙江工作時，習近平就敏銳察覺到這一問題。他指出，「浙江文化的一個突出特點是：洋溢著濃鬱的經濟脈息。」他在《「文化經濟」點亮浙江經濟》一文中深刻闡述了文化與經濟的辯證關係：「所謂文化經濟是對文化經濟化和經濟文化化的統稱，其實質是文化與經濟的交融互動、融合發展。」 沿著習近平指引的道路前進，如今，杭州有動漫遊戲上下遊企業270多家，從業人員超1.2萬人，成為名副其實的「動漫之都」；浙江民營文化企業已超30萬家，是2003年的7倍多。 (潮新聞 浙江日報採訪組)
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