在自由與自律之間，校準大學時光的節奏
2026-01-30 13:49 8,684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)
天津8月9日電(記者 陳天浩 趙麗 林勐男)在全球經濟複雜多變、新興市場持續擴展的當下，中國中小企業如何走向海外，正成為科技產業鏈關注的焦點。天開集團科創服務部部長遲恆烜近日在接受採訪時表示：「當前絕大多數中小企業仍處於『先活下來』的階段，真正具備出海能力的仍是少數，但一批聚焦科技創新的企業，已開始在『走出去』的路上邁出實質性步伐。」 據介紹，在天開高教科創園(以下簡稱「天開園」)現有的1,200餘家企業中，真正實現海外業務落地的企業約有十餘家，更多企業仍處於業務拓展和試水階段。「說實話，現在能幫助別人的中小企業並不多，因為自身生存仍是首要挑戰。但我們已經看到一些典型案例，顯示出科技產品和服務『出海』的巨大潛力。」遲恆烜說。 天開高教科創園。記者 陳天浩 攝 他提到的幾家企業，代表了當前中小科技企業「走出去」的不同路徑與實踐方向： 有專注於教育場景下的AI翻譯技術的企業，已參與天津市教育科學研究院「魯班工坊」項目，幫助上合組織國家的學生跨語種學習中國技能型課程，推動「職業教育出海」；也有聚焦虛擬實境與仿真教學設備的企業，通過沉浸式技術助力「魯班工坊」平臺，為共建「一帶一路」國家的職業教育提供數位化解決方案；同時，專注於將二氧化碳轉化為航空燃料等綠色能源項目的企業，也圍繞能源轉型與低碳發展與上合組織部分成員國展開合作。 「目前真正走出去的企業還不多，但有不少企業已經具備初步的技術能力與合作項目，未來是有潛力的。」遲恆烜認為，在中國迎來「十四五」規劃收官和「十五五」規劃編制的謀劃之際，科技創新將持續被置於發展戰略的核心位置，而中小企業的培育也將成為關鍵一環。 天開園，作為天津市重點打造的科技創新生態平臺，為中小企業提供了全周期、全要素的孵化與加速服務，不斷優化營商環境，推動科技成果轉化。「我們也希望通過天開園這樣的創新平臺，挖掘更多有潛力的小企業，支撐中國經濟下一個增長點。」他說。 遲恆烜還指出，相較於央企、國企等龍頭企業更傾向於服務成熟的大市場，中小企業在前沿科技、細分賽道中更具靈活性和突破力。「前沿產業的市場機會，很大程度上要依賴這些中小企業去挖掘。」 未來，如何持續激發中小企業的活力、降低其出海壁壘，將是中國科技發展與國際合作面臨的重要課題。而天開園式的孵化平臺，正是這一課題中的重要解題路徑。
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