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2025-12-06 01:45 2,798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)
香港8月10日電 第十八屆香港青少年軍事夏令營暨第十二屆香港大學生軍事生活體驗營閉營典禮10日在中國人民解放軍駐香港部隊(簡稱「駐香港部隊」)新圍軍營舉行。來自香港190餘所中學和高校的約500名學員回顧總結為期10天的訓練學習生活，展示香港青少年的精神風貌。 8月10日，第十八屆香港青少年軍事夏令營暨第十二屆香港大學生軍事生活體驗營閉營典禮在中國人民解放軍駐香港部隊(簡稱「駐香港部隊」)新圍軍營舉行。圖為閉營典禮上舉行的升國旗儀式。 (駐香港部隊供圖) 閉營典禮上，首先舉行莊嚴的升國旗儀式，各方代表分别致辭後，嘉賓為學員代表頒髮結業證書併合影留念。在全場合唱《歌唱祖國》中，活動圓滿結束。 這是香港青少年軍事夏令營和香港大學生軍事生活體驗營首次合併舉辦、同步組織。活動期間，學員們接受了軍事體育訓練、單個軍人隊列動作、徒步行軍和地圖使用等多項課目訓練，觀摩了步戰車、艦艇、直升機等先進武器裝備和「獵人戰鬥」表演，參加了愛國主義和國防知識講座，參觀了「夢起東方——中國夢·強軍夢·香江衛士」主題展覽，觀看了《致敬祖國》主題文藝演出，度過了短暫而充實的軍營時光。 香港青少年軍事夏令營、香港大學生軍事生活體驗營分別於2005年、2011年推出首屆活動，由駐香港部隊與香港特區政府、群力資源中心、香港青少年軍總會等聯合主辦。迄今已有8500餘名香港青少年參加。他們通過軍營鍛鍊，加深了對祖國國情和國防知識的學習了解，深化了對人民軍隊基本情況和優良傳統的理解認識，進一步厚植了家國情懷，強化了國防觀念，錘鍊了過硬本領。 8月10日，第十八屆香港青少年軍事夏令營暨第十二屆香港大學生軍事生活體驗營閉營典禮在中國人民解放軍駐香港部隊(簡稱「駐香港部隊」)新圍軍營舉行。圖為香港特區行政長官李家超(第二排中)等嘉賓為學員代表頒髮結業證書併合影留念。(駐香港部隊供圖) 中國人民解放軍進駐香港28年來，在履行好防務職責的同時，始終注重與香港社會各界加強溝通和交流，積極開展國防教育進校園、香港中小學生升國旗儀式培訓、軍事夏令營和軍事生活體驗營等愛國主義和國防教育活動，常態組織香港市民參觀駐香港部隊「夢起東方——中國夢·強軍夢·香江衛士」主題展覽，持續凝聚建設美好香港、實現民族復興的強大正能量。(完)
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