墨西哥沿岸近海發生5.8級地震 震源深度10千米
2025-10-27 00:15 5,231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)
渤海之濱，海河之畔，一場文化盛宴如約而至。8月9日，「何以中國·和合共生」網絡主題宣傳活動在天津古文化街啟幕，啟動儀式分為「河海津韻」「津非昔比」「天下一家」三個篇章，多維立體展現獨樹一幟的津派文化，讓世界感受中華文化魅力。 文化根脈的當代傳承，彰顯「何以中國」深厚底氣。中華優秀傳統文化是民族的根脈。新時代要傳承發展這些優秀內容，既需守護其本真，更要賦予其生生不息的時代活力。楊柳青年畫傳承人蘇麗妍，二十載守護匠心，其「哪吒」系列文創、數字藏品等為四百年藝術注入青春血脈；非遺音樂家褚琪桂梓一曲《九河謠》，流淌著津腔津韻的深沉律動；天津大學霍元甲玄孫霍靜虹以武證道，一招一式皆是文化自信的生動彰顯；《鎮館之寶》節目，通過可視化敘事手法，將大運河文明、近代開埠風雲、津門民俗精華與平津戰役紅色精神有機串聯……立足津門大地，深耕中華優秀傳統文化資源沃土，講好中國故事的「津」彩篇章，生動詮釋了「何以中國」深厚底氣。 科技創新的強勁驅動，賦予「和合共生」澎湃動能。發展新質生產力是推動高質量發展的內在要求和重要著力點。在津沽大地，科技工作者正書寫著新時代「天工開物」的壯麗篇章。飛騰公司首席科學家竇強團隊，勇闖國產CPU「從0到1」的原始創新之路，為國家信息產業安全築基；國家超級計算天津中心首席科學家孟祥飛，以「天河」系列超級計算機為利器，拓展人類認知邊界，賦能千行百業；天津大學劉秀雲院長團隊，致力於推動前沿腦機接口技術在醫學重症領域的率先應用，點亮生命新希望……向新而行、攀高而上，天津以科技創新塑造發展新動能，為「和合共生」理念注入澎湃動力，彰顯了中國式現代化的實踐偉力。 文明互鑑的開放胸懷，繪就「天下大同」和美願景。文明因交流而多彩，文明因互鑑而豐富。海河之畔，文明交融的故事溫暖人心。南開大學俄籍學子巴麗娜立志「以漢字為橋，把中國故事講給世界聽」；土耳其青年歐陽嵐於南開園中領悟東方智慧，視其為寶貴人生際遇；馬達加斯加青年唐磊以快板和相聲為媒，讓中華曲藝煥發青春光彩；《京津冀240小時》《美美與共》等節目，生動記錄了各國青年在津求學、生活、築夢的溫馨畫面……在2025年上海合作組織峰會即將到來之際，天津作為峰會主辦城市，正以其深厚文化底蘊與時代魅力，吸引世界目光，為促進民心相通、推動構建人類命運共同體貢獻中國智慧與天津力量。 津門故裡的弦歌不輟，既是對中華優秀傳統文化生生不息的深情禮讚，亦是對新時代中國昂揚氣象的鏗鏘宣言。天津以其深厚積澱與創新活力，向世界展示了一個燦爛文明走向偉大復興的從容步伐。這步伐中，有傳統血脈的汩汩流淌，有科技之光的璀璨閃耀，更有文明交流互鑑的宏大交響，共同匯聚成中華文明面向未來的磅礴自信。(甄郝) 來源：環球網
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