成都世運會：中國元素圈粉國際友人
2026-01-01 04:33 1,138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)
從熒幕背後的顯像管到液晶玻璃、從計算機主板上的電容到脈搏記錄儀中的傳感器，許多電子元部件的生產，都離不開新材料技術的支撐。多年來，重慶新申新材料股份有限公司(下稱「新申新材」)在電子新材料行業堅持自主創新，產品已廣泛用於光電、醫藥、環保、半導體、精密電子新材料等領域。 7月29日，第六屆全國非公有制經濟人士優秀中國特色社會主義事業建設者表彰大會在北京召開。100名非公有制經濟人士和新的社會階層人士獲得「優秀中國特色社會主義事業建設者」稱號。新申新材創始人、董事長申靜名列其中。 新申新材創立於2000年。彼時，中國網際網路剛剛普及，手機、電腦走進人們生活。然而，電子產業蓬勃發展之際，關鍵的電子新材料技術卻發展遲滯，產品在國際市場上難以嶄露頭角。申靜抱著「為中國產品爭口氣」的想法，辭去了國企職位，開辦新申新材，投身電子新材料行業。 須臾數十載，在申靜眼中，是一次在技術領域先「深蹲」再「起跳」的過程。 企業蹲得「深」，靠的是對技術優勢的耐心耕耘。 創業初期，面對市場壁壘、研發成本帶來的重重壓力，要對產品質量、生產環境和操作規範「沉得住氣」。在申靜的帶領下，新申新材先後通過質量、環境、職業健康安全管理體系認證，研發生產出的液晶面板材料成功打入國際市場，至今仍在國內保持細分市場佔有率第一。 「科技成果取得突破從來不是一蹴而就，需要大量實驗、反覆驗證，十年磨一劍。」申靜表示，當企業選擇技術「密度」而非發展速度，意味著要將資源集中投入核心技術研發、人才儲備和底層創新，構建技術「護城河」，在少數關鍵領域做到極致。 過去20餘年間，新申新材每年將全年利潤的20%投入研發，聯動高校組建研發團隊，產品不斷推陳出新。截至目前，公司已擁有發明專利40項，實用新型專利18項。憑藉長期積累下的技術優勢，公司已成為多家全球500強企業的供應商，產品遠銷10餘個國家和地區，年出口創匯數百萬美元，獲評國家專精特新「小巨人」企業等稱號。 「耐心是創新的『隱性基礎設施』。」申靜表示，隨著科技發展，技術型企業需要從「模式創新」轉向「硬科技創新」，要求企業家對抗短期誘惑、尊重研發周期，先「深蹲」再「起跳」。 企業跳得「遠」，亦能為整個行業注入發展動能。 近年來，新申新材瞄準納米級電子陶瓷粉體材料研發，投入8年多時間、花費上千萬，將產品打磨至世界領先水平，填補國內空白。這種材料可用於電容器、存儲器、熱敏電阻等多種高端電子產品的研發生產，推動電子行業產品向微型化、高精度方向發展。 在申靜的帶領下，公司還以主要起草人身份參與完善了52項國家及行業標準，讓有關部門評價產品質量、企業設立生產標準時有據可依。「通過統一技術指標，不僅能減少重複研發與資源浪費，也可以促進技術擴散，降低中小企業創新門檻，從而帶動全行業發展。」申靜表示。 未來規劃中，成為「鏈主企業」是新申新材的目標之一。目前，在國內含鍶電子新材料產業鏈中，初加工、深加工、精加工的企業各自為戰，產業鏈協同不足，亟待「鏈主企業」牽頭，打通「礦石端—原料端—材料端」全產業鏈，充分發揮產業優勢，服務國家工業體系發展。 「材料強才能工業強，工業強才能國家強。」申靜表示，自己將帶領企業更加努力，提高中國先進電子陶瓷新材料水平，推動國家納米新材料產業發展，為中國電子工業的崛起做出更大貢獻。(完)(《中國新聞》報 任德輝)
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