真金換青山：中國綠色基礎設施「塞上花開」
2025-11-06 14:02 4,364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)
臺北8月7日電 (記者 張曉曦 朱賀)「我本人已有二十六七次到臺灣來演出，這是我藝術生涯中非常寶貴的經歷。」7日在臺北出席一場記者會時，大陸知名京劇表演藝術家于魁智表示。 于魁智、李勝素領銜的大陸戲曲名家一行80人將於8月12日至17日在臺北連續六天登臺，帶來《四郎探母》《紅鬃烈馬》《鳳還巢》等經典劇目。于魁智7日率先抵臺，出席了邀請方臺灣傳大藝術事業有限公司舉行的記者會。 8月7日，大陸知名京劇表演藝術家于魁智抵達臺北並出席記者會。 記者 張曉曦 攝 于魁智回憶，1993年，他作為初出茅廬的年輕人，隨京劇大師袁世海、杜近芳等來臺灣演出。從那時起的三十餘年間，他已近三十次為臺灣觀眾獻藝，不僅感到非常高興，也以堅持這樣的兩岸文化交流為榮。 于魁智表示，今年是中國戲曲學院建院75周年。75年來，學院為戲曲藝術人才的培養作出了卓越貢獻，他本人也是從這所學院畢業。此次演出不僅匯聚了戲曲名家，也有多位中國戲曲學院優秀年輕演員加盟，相信能為臺灣觀眾帶來豐富的藝術體驗。 「臺灣觀眾的欣賞水平是一流的。」于魁智說，對於此次演出，大陸演員高度重視，每天堅持排練，希望能有默契的合作與絲絲入扣的表演，讓演出更加精彩。 于魁智還表示，自己如今已經64歲，要把老藝術家傳下來的東西再傳給年輕人，給年輕人更多舞臺實踐的機會，也讓京劇藝術薪火相傳。 8月7日，大陸知名京劇表演藝術家于魁智抵達臺北出席記者會，並現場表演京劇選段。 記者 張曉曦 攝 記者注意到，8月12日的首場演出是頗受臺灣觀眾歡迎的《四郎探母》。于魁智表示，1993年首次來臺演出時，他就與名家合作這齣戲，當時有很多觀眾跟著掉眼淚，「這種有家國情懷、親情題材的劇目，在兩岸都受到歡迎」。 于魁智說，作為戲曲工作者，同時也是文化的傳承者和傳播者，他也希望能與觀眾產生更多的交流、互動。 臺灣傳大藝術事業有限公司總經理周敦仁表示，每次大陸戲曲名家來臺演出，都稱得上是「菊壇盛事」。他表示：「一般認為喜歡看京劇的都是老人家，但目前年齡層有下降的趨勢，這對傳統藝術來講也是一件可喜可賀的事。」(完)
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