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2026-03-04 15:06 4,481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)
近日，第三屆「大零號灣」國際人才月馬橋人才周「智AI馬橋·才創無限」主題活動暨北大校友長三角創業企業人才閔行行結營式在閔行區馬橋鎮舉行。在現場，馬橋鎮聚焦人才工作創新突破，發布人才服務升級三大舉措，著力構建更具競爭力的人才發展生態。 馬橋人才周以人工智慧為主題，數字主持人貫穿全場。活動現場還為2位區領軍人才頒發榮譽證書，80後、90後、00後三代「馬小二」代表同臺分享，彰顯城市與人才共成長的「雙向奔赴」。 三大舉措發布，做優做實人才服務當天發布的人才服務升級三大舉措，分別為「一場人才行動」、「一項人才計劃」、「一套人才方案」。「一場人才行動」：「聯盟共興·五翼助飛」人才磁吸行動，依託「1+12」聯盟生態圈（即1家春申人才學院馬橋分院，12家人才合作單位），系統性集成「安居、聯創、育英、護航、賦能」五大行動，精準覆蓋人才從落地紮根到成就卓越的全鏈條需求，為人才在馬橋創新創業提供堅實後盾和廣闊舞臺。「一項人才計劃」：活動現場，首批「馬橋寶藏使」暨重點產業「以才引才」領銜人受聘，計劃覆蓋人工智慧、生物醫藥、新能源汽車、高端裝備、基因治療、健康個護六大重點領域，通過「榮譽激勵-責任賦能-生態共建」機制，實現「以才引才、以才促產、以產聚才」的良性循環。「一套人才方案」：馬橋鎮聯合上海應用技術大學科技園發布「閔行智慧天地人才發展方案」，緊密對接馬橋都市輕工產業基礎，依託高校材料學、香精香料等優勢學科，創新構建「產學研深度融合、產業集聚發展、人才精準培育」三位一體聯動模式，打造都市輕工業人才高地與創新生態圈。 「雙招雙引」，推動重點項目落地近年來，馬橋鎮堅持面向經濟主戰場，激發人才工作驅動力，全力打好招商引資、招才引智「組合拳」。活動現場，馬橋鎮與高新技術企業法奧意威（上海）機器人科技有限公司成功籤約。公司負責人表示：「我們始終聚焦搭平臺、聚人才、拓場景。去年首屆『法奧杯』協作機器人新場景應用大賽湧現諸多創新案例，今年第二屆賽事已啟動，期待全球人才依託法奧提供的硬體平臺與落地資源，推動創意從原型走向規模化應用。」他特別提到，選址閔行正是看中這裡作為「務實創新」理想土壤的獨特優勢——千億級產業集群、政策無縫銜接以及跨界人才集聚，形成了「產業+人才+服務」的閉環生態，為機器人產業創新發展加速。 北創營收官，驅動長三角創業新局作為閔行招才引智的重要舉措，閔行區人才工作局聯合北京大學創業訓練營開展的長三角創業企業人才閔行行暨北創營「雙招雙引」主題活動在馬橋迎來成果豐碩的結營時刻。多家高潛力科創企業籤署意向落地協議，北京大學創業訓練營上海特訓班同步結業，現場為學員代表頒髮結營證書。此次結營是對「沒有圍牆的創新創業大學」的成功實踐，凸顯閔行在匯聚創業動能、連結高校資源與區域產業需求中的關鍵作用。 據悉，第三屆「大零號灣」國際人才月馬橋人才周以系統化、精準化的人才服務矩陣，譜寫「人才與城市共生長」的生動實踐，後續四場專場活動涵蓋技能提升培訓、非遺體驗、競技交流等內容，以多元場景培育人才沃土。
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