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2026-01-08 19:32 4,298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)
央視網消息：賽場內比賽激烈，賽場外還有哪些值得關注的新鮮事？ 運動員村非遺體驗活動豐富多彩 這幾天，運動員們居住的運動員村文化活動也拉開序幕。運動員們在比賽之餘，還能體驗竹編、剪紙等非遺活動。 義大利運動員喬爾吉婭表示，她很喜歡這個繩編的手環，對她來說還挺容易的，也是她在成都的一次很有趣的體驗。 晚上，世運村裡同樣熱鬧。來自世界各地的運動員圍成一圈，在廣場上跟隨歡快的音樂跳舞，感受夏夜獨特的歡快氛圍。世運村的特色市集也吸引著不少外國運動員們邊走邊逛，挑選手工製品留作紀念。 賽普勒斯運動員麥可·喬治歐表示，看到這些新奇的東西讓他很開心。在他看來，中國文化非常特別。他曾多次因工作來到中國，每一次都喜歡看看這裡的新鮮事物、精美的手工禮品和獨特的文化，這種體驗讓他覺得非常美好。 賽場內外科技「守護」 保證盛會精彩紛呈 場內的各項賽事有條不紊，場外的文化體驗豐富多元，一個個精彩紛呈的背後，離不開科學、高效的保障工作。為了在細節上「刷新」全球旅客的體驗感，成都在賽事場館及周邊重點站設置70個志願服務小站。423座地鐵車站已全部配備支持10多種外語實時翻譯的多語種翻譯機，方便國際乘客諮詢、乘車。 為確保用電無憂，此次世運會創新採用了「數智保電管控平臺」，實時監控電力供應情況。從500千伏變電站到開幕式插座的50公裡關鍵線路，被1:1三維全景復現在控制中心的大屏幕上。平臺可實時調配隊伍、車輛、後勤等9類資源。遇到供電異常時，平臺平均29毫秒即可完成故障設備精準切除與隔離。 國網天府新區供電公司供電服務指揮中心主管劉佳宇介紹，世運會期間有35個場館、256個小項賽事，靠人力巡檢效率很低，但保電平臺能同時監控所有設備節點，故障異常的預警速度提升了90%以上。
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