賡續千年文脈，「書香中國」上海周松江分會場主題系列活動精彩紛呈
2025-10-21 15:30 2,832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)
充滿現代感的金屬框架勾畫出傳統山水線條，縹緲古樂中，杜甫、李白、高適三人醉步飄搖、把酒賞詩，爭光鬥輝的唐詩星空仿佛投於臺上，而杜甫無疑是其中尤為耀眼的一顆……8月7日，由郭啟宏編劇，馮遠徵導演，馮遠徵、楊明鑫、孫驍瀟、孫星、張培、王卓達、梁丹妮等主演的北京人藝歷史劇《杜甫》在首都劇場開啟第五輪演出的大幕，依舊以人在「畫中走、詩中遊」的獨特意境中，為觀眾呈現出一個鮮活而立體的杜甫形象。 《杜甫》首演於2019年，是著名編劇郭啟宏繼「文人三部曲」——《天之驕子》《李白》《知己》之後，又一次將筆觸對準中國古代文人命運的歷史題材力作。為了完成這部作品，郭啟宏前後耗時十年、數易其稿。與以往「詩聖」形象的高臺塑像不同，郭啟宏並不直接描寫杜甫的創作與成就，而是另闢蹊徑，將故事聚焦在他自「安史之亂」至離世的這段人生軌跡。 劇裡杜甫的詩歌與他的切身經歷交織互現：自洛陽赴華州途中親見戰亂中官府強徵民役的他揮筆寫下《三吏三別》；身處弊屋破茅卻心憂「天下寒士」的他作詩《茅屋為秋風所破歌》；晚年漂泊洞庭湖上，淪為病老殘軀的杜甫依然心憂家國，寫下「戎馬關山北，憑軒涕泗流」……不同於李白的瀟灑絕塵，高適的命運顯達，杜甫一生顛沛流離、生活坎坷，一顆素心卻始終磨礪未改，他未被「悲苦擊倒而懷沙自沉」，反而將苦難淬鍊為字字泣血的詩歌，成了流傳千古的「詩史」。「郭啟宏老師選了條新路，寫杜甫一生中最苦的階段，切入點也特別。雖是寫『詩聖』，但不像寫《李白》那樣賦予他詩情畫意。所以我在塑造人物時，不單想著他是個詩人，更想把他當成一個活生生的人。」導演兼主演馮遠徵表示。在寫實與寫意之間，觀眾於《杜甫》的舞臺上，看到的並非端坐詩壇的聖人，而是一位在世俗中沉浮、靈魂卻始終高貴的人：他渴望為官，卻不屑官場逢迎；心系黎民，卻苦尋不到出路；他面對不公，敢於仗義執言；為了生存，也能彎下腰身。 從接觸到深入，從親近到融入，馮遠徵對杜甫這個人物的理解逐步深入。舞臺上,以「夢中夢」的形式實現杜甫與蘇渙、李白、高適、嚴武及妻子的多時空對話，借眾人之口解答杜甫心頭的困惑；劇終處，又豐富了杜甫對自己人生的詩意總結。這些二度創新的舞臺亮點，正是馮遠徵隨著對杜甫認知加深而生發的感悟。時至今日，他與杜甫的融合仍在繼續。「現在排練，我還常有新體會，發現之前某段戲處理得不夠準確，我還可以更清晰地表達出更深層的意思。」作為導演，馮遠徵既要琢磨自己的角色，還得關注其他演員的表演：怎麼幫他們更深入地理解角色？如何讓他們和角色一起成長？「一部戲演出好幾輪，有些演員說臺詞成了習慣，會影響塑造人物的狀態。」馮遠徵表示，這次復排更強調人物的精準塑造，力求完成臺詞和內心的深度挖掘。即使是群眾場面，演員也不能「只完成任務，得演出人物來」「哪怕是個小丫鬟，或者過場角色，都要找到人物的特徵」。這輪演出也有部分新演員的加入，為劇組和創作帶來了新鮮感，「他們與前人不一樣的理解和表演節奏，讓我們碰撞出新的火花和靈感。」該劇將演出至8月19日。
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