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)
臺北8月14日電 題:「這裡有我的知音」——于魁智、李勝素寶島獻藝掀年輕觀眾追戲熱 記者 朱賀 「不是第一次看京劇,但第一次看『素素』實體演出。這與隔屏聆聽截然不同,十分過癮。」13日晚間京劇《鳳還巢》臺北演出結束,20歲的王同學走出戲院,接受採訪時仍意猶未盡。她口中的「素素」,是兩岸戲迷對大陸梅派藝術家李勝素的暱稱。 8月13日,于魁智、李勝素等大陸京劇名家在臺北演出《鳳還巢》。演出結束後,臺灣年輕戲迷守在戲院門前與演員合照留念。記者 朱賀 攝 12日至17日,大陸京劇名家于魁智、李勝素帶領中國戲曲學院的師生一行80人在臺北開唱,帶來六出經典好戲,掀起觀眾追戲熱潮,其中不乏年輕戲迷。他們對京劇的熱愛,讓32年間來臺近30次的于魁智直言:「這裡有我的知音。」 這是于魁智、李勝素時隔兩年再來寶島。13日的《鳳還巢》是六場中李勝素唯一演出全本的戲,戲院內幾乎座無虛席,叫好聲、掌聲與伴奏聲交織。 演出畢,年輕戲迷成群結隊轉場至戲院出口,演員將從這裡乘車返回酒店。觀眾們或拿著演出畫冊、籤名筆,或舉起手機、相機,時不時踮起腳尖,翹首張望,只為和偶像近距離接觸。 8月13日,京劇《鳳還巢》在臺北演出結束後,大陸京劇名家李勝素在臺北為戲迷籤名。記者 朱賀 攝 30多歲的林小姐特地從臺南趕來,一睹於、李風採。她將六場戲票盡收囊中。初睹真容,「唱念做打」都不肯錯過,林小姐收穫了「超乎想像的驚豔」。「有前輩提醒,要留意《鳳還巢》中李勝素回眸偷看的那一眼。演到那處,我特地拿出望遠鏡,瞬間捕捉到李老師嬌俏的少女感。」 「95後」陳女士同樣連看六場。分享《四郎探母》和《鳳還巢》的觀賞體會,她表示,一出跌宕起伏,一出輕鬆詼諧,都很精彩,「尤其是《鳳還巢》的大團圓結局,是典型的中華傳統敘事,我很喜歡。」 讀書時接觸了崑曲、京劇,陳女士被戲曲蘊含的傳統文化之美吸引,就此「扎」進去,曾飛去蘇州看崑曲演出,技癢時也登臺「跑龍套」。觀察到身邊有不少痴迷戲曲的年輕同好,臺灣的劇團也在傳承、創新,她樂見中華傳統文化的瑰寶得以保存、延續,更希望兩岸多多展開文化交流。 「除了家鄉瀋陽和北京,臺灣是我來得最多的地方。這裡有我的知音。」于魁智說,臺灣是京劇的重鎮,有一眾優秀努力的京劇演員,觀眾們也懂戲,「無論演員有名沒名,只要登場,臺下都會響起掌聲。這是對青年莫大的鼓舞。」 他向記者介紹,為了回饋「知音」,中國戲曲學院師生們暑期都在緊張排練,並特意挑選品相上佳的道具、服飾跨海而來。每場演出前,前後臺各司其職,進行「嚴絲合縫」的道具清點、服飾準備。 8月13日,大陸京劇名家李勝素在臺北登臺前悉心調整妝容。記者 朱賀 攝 受訪時,李勝素正在化妝室裡悉心調整妝容。20多次與寶島觀眾見面,令她感慨「到臺北就像走親戚」。12日晚的《四郎探母》演到母子相見,有不少觀眾在抹眼淚,她認為「這源於兩岸民眾共通的思鄉情」;臺下的青春面孔越來越多,也令她感到欣慰。 臺下新老交織,臺上師徒傳承。于魁智介紹,此次登臺的80位演員,年齡橫跨18歲到65歲,既有名家教授也有青年學子。演出戲碼特別安排「雙演」或「三演」模式,讓青、老演員分飾一角、同臺飆戲,以體現京劇藝術的「傳幫帶」。 「雖然對觀眾的反響有預期,但不如現場感受得更真切、更澎湃。」首登臺北舞臺,中國戲曲學院京昆系大三學生、19歲的王鉦淇既興奮又驚喜。他將排練和演出視為精進本領的寶貴機會,也希望結識臺灣同好,「共同把我們的傳統藝術傳下去」。(完)
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