舊書交換、圖書市集、主題TED演講……松江開啟系列活動激發全民閱讀熱潮
2025-12-27 11:48 4,674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)
今年是「綠水青山就是金山銀山」理念提出20周年。20年來，在「兩山」理念的指引下，我國紮實推進生態保護與修復監管，積極開展生態文明示範創建，推動美麗中國建設不斷邁出堅實步伐。 理念領航，擘畫美麗中國新格局。生態文明建設乃千年大計，理念的種子一旦紮根實踐，便煥發出磅礴偉力。二十載耕耘，全黨全國人民勠力同心，生態文明建設實現歷史性、轉折性、全局性跨越。天更藍了——2024年全國地級及以上城市細顆粒物(PM2.5)平均濃度為29.3微克/立方米；水更清了——2024年地表水優良水質斷面比例歷史性突破90%，長江幹流連續5年、黃河幹流連續3年全線水質穩定保持Ⅱ類；山川更美了——森林覆蓋率超過25%，全球新增綠化面積約1/4來自中國。藍天常在、清水長流、青山永駐，良好生態環境已成為最普惠的民生福祉，美麗中國宏偉藍圖正轉化為生動現實。 協同推進，激活高質量發展新動能。綠水青山與金山銀山的辯證統一，在發展中保護、在保護中發展，是中國式現代化的鮮明特質。高水平生態環境保護，為經濟持續健康發展提供了堅實支撐和澎湃動能。產業結構優化成效顯著，建成全球最大清潔電力體系與清潔鋼鐵生產體系，鋼鐵等主要工業產品能效全球領先；能源結構深刻變革，截至2024年，非化石能源消費佔比躍升至19.7%，2025年5月底可再生能源發電裝機達到20.9億千瓦；區域發展「綠」意盎然，京津冀協同發展11年，2024年經濟總量達11.5萬億元，PM2.5降幅均超六成；長江流域2024年水質優良斷面比例達到98.6%，對全國經濟增長的貢獻率為50.1%；綠色產業蓬勃興起，新能源汽車保有量較「十三五」末激增5倍有餘。高水平保護支撐高質量發展的康莊大道越走越寬廣。 價值轉化，開拓惠民富民新境界。綠水青山蘊含的生態價值如何有效轉化？中國實踐給出了精彩答案。各地探索形成「護綠換金」「聚綠成金」「借綠生金」多元路徑，綠水青山真正成為富民惠民的金山銀山。生態補償機制日益完善，中央財政重點生態功能區轉移支付十年間增長超千億元，跨省流域橫向補償廣泛覆蓋長江黃河等大江大河，讓守護者切實獲益；「生態+」產業蓬勃興旺，綠色有機農產品、名特優新農產品總數達到7.8萬個，鄉村旅遊重點村鎮遍地開花，浙江餘村等15個村莊榮膺聯合國「最佳旅遊鄉村」，數量居全球首位。生態資源正以前所未有的效率轉化為發展優勢、民生福祉。 二十載山河巨變，印證著「人不負青山，青山定不負人」的樸素真理。綠水青山就是金山銀山理念所迸發的偉力，不僅重塑了中華大地的面貌，更以其深刻的東方智慧，為全球可持續發展貢獻了中國方案。新徵程上，我們將繼續以篤行實幹守護生靈草木、以開放胸襟共築地球家園，讓這生生不息的綠色力量，匯聚成建設清潔美麗世界的磅礴偉力，書寫人與自然和諧共生的永恆華章。(明月松)
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