金正恩視察朝鮮人民軍總參謀部直屬特種作戰訓練基地
2026-01-31 10:26 5,965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11日零時開始，上博古埃及展連續開放168小時。作為上海博物館古埃及文明大展168小時嘉年華系列活動首個重磅活動，8月11日晚，「金字塔之巔：古埃及文明大展」主題新書《金字塔在中國：古埃及文明大展煉成記》首發儀式在上海博物館人民廣場館舉行。記者從上海博物館獲悉，目前「168小時嘉年華」夜場票已售罄。《金字塔在中國：古埃及文明大展煉成記》由上海博物館編、譯林出版社出版，深度聚焦「金字塔之巔：古埃及文明大展」從籌備到呈現的全過程，全面呈現現象級展覽背後的運作邏輯與產生的深遠影響。上海博物館館長褚曉波表示，該書以14萬字生動記錄了展覽籌備到最終呈現的幕後故事，展現了上博為拉近古埃及文明與當代觀眾之間距離所做的努力；還通過團隊訪談解碼博物館運作奧秘，展現了博物館人「心懷熱愛、勇於擔當、敢闖敢拼」的精神。「這本書不僅是展覽記錄，更是一份承諾，上海博物館未來將繼續以文明為帆探索前行。」鳳凰出版傳媒集團黨委書記、董事長章朝陽表示，該書揭示了一種新的文化生產模式：如何將博物館資源、國際合作、新聞敘事、城市傳播等多個維度有機融合，催生出一個「超級文化IP」，並最終轉化為文化認同與公共情感的一部分。「希望通過我們的努力，不僅讓世界讀懂中國，也讓中國讀者更深入地理解世界各大文明的內在邏輯與精神力量。」譯林出版社社長葛慶文表示，譯林出版社長期專注於人文社會科學和中外文明交流領域的出版實踐，《金字塔在中國》不僅具備鮮明的紀實特質，也體現了這一出版理念的具體落地。「我們相信，文化的力量不止於傳遞，更在於理解、共情與回應；出版的使命，也不止於保存，更在於轉化、激發與連接。」藝術博主賈布與文化博主「Fu大爺」於夫分享了各自閱讀這本書的感受。「作為一個藝術博主，我有幸見證了這個展覽的每一個高光時刻。但直到翻開這本書，才真正明白那些震撼數字背後凝聚了多少不為人知的努力……每一個故事都讓我驚嘆：原來我們看到的完美展覽，是無數人用專業與熱愛鑄就的。」賈布說。一口氣讀完整本書，「Fu大爺」印象最深的是這本書開頭館長向館內眾人提出的一個「奇怪」問題：「有什麼樣的展覽，是上博應該辦，但還沒有辦的？」「今後我拍短視頻的時候，也應該多問問自己，有什麼樣的內容，是我應該拍，但還沒有拍的。」發布活動吸引眾多觀眾關注，整個上海博物館二到四樓的樓梯上站滿了圍觀者。在充滿異域風情的埃及舞蹈表演烘託下，褚曉波為現場購書讀者籤售新書，為他們的觀展記憶增添一份來自上海博物館的獨特紀念。活動同時設置問答互動與抽獎環節。為滿足更多讀者的即時閱讀需求，《金字塔在中國：古埃及文明大展煉成記》電子書當晚也在華為閱讀平臺獨家首發上線，以更便捷的方式觸達世界。華為終端雲服務互動媒體BU總裁張思建表示，該書的獨家首發是華為閱讀致力於將文化藝術融入用戶生活的一個縮影。8月13日晚，上海博物館和譯林出版社還將在上海書展中心舞臺舉行《金字塔在中國：古埃及文明大展煉成記》新書分享會。現場照片 賴鑫琳 攝現場照片 賴鑫琳 攝現場照片 賴鑫琳 攝
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