日本承認落後的這個領域，中國打造出「國家名片」
2026-02-11 23:49 2,513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)
在西藏念青唐古拉山的深處，深藏著許多世界級的風景。近年來，隨著交通條件的不斷改善，這些昔日的「小眾」秘境，向更多的遊客敞開懷抱。一起走進雪山秘境，看如詩美景，感受百姓在家門口吃上「旅遊飯」的幸福生活。 俊秀的雪山，起伏的草甸，環抱著幽藍的湖水。這裡是藏在念青唐古拉山深處的秘境——薩普。 這裡的山峰很特別。正中間那座山，山脊線條筆直，就像用尺子比著畫出來的，居然一座雪山能長成如此標準的等邊三角形。它的獨特還來自冰川。龐大的冰川搭起了一座高高的「舞臺」，群峰立於高臺之上，一展絕美的容顏。 在藏語中，「薩」是「雪豹」，「普」是「山溝深處」。由於道路偏遠，薩普雪山少有人至，直到2017年，才因為探險者的鏡頭走進大眾視野。在社交網絡上，這幅「犛牛過橋」的景象驚豔了許多人，人們不遠千裡慕名而來，只為見它一面。 當地旅遊部門抓住機會，積極打造生態旅遊。遠道而來的遊客可以策馬馳騁、觀景旅拍，也可以夜宿帳篷，看靜夜星空的浩瀚、日照金山的震撼，更可以在雪山腳下欣賞一場特別的實景演出——「達布阿諧」。這種由勞動場景演變而來的舞蹈，是國家級非物質文化遺產。演員們載歌載舞，為遊客帶來沉浸式的非遺體驗。 今年7月，薩普景區獲評國家4A級景區，上半年遊客量達到1.66萬人次，較去年增長150%。 同樣在念青唐古拉山的懷抱中，海拔4100米的三色湖位於昌都市的邊壩縣，它由白湖、黃湖、黑湖三部分組成，三色分明。其中黑湖面積最大，也最美。它的水面並不黑，而是深深的幽藍，在陽光照射下，發出寶石的閃光，奪人心魄。 最近幾年遊客特別多，桑登和妻子一商量，決定試試擺攤。在夏季遊客高峰期，一個月能賺一萬塊錢。 桑登夫妻倆是附近普玉一村的村民。普玉一村這個被冰川和湖泊懷抱的村莊，曾經是附近最閉塞的地方，如今搖身一變，成為「雪山的寵兒」。去年全村旅遊收入600多萬元，戶均增長兩萬餘元。目前，村裡已經開起了七家民宿。 7歲的登增德西，是民宿的小明星。每當她跳舞，客人中的攝影發燒友，就舉起長槍短炮拍個不停。5年前，三色湖剛開始發展旅遊不久，配套設施幾乎沒有。看著在公路上搭帳篷的遊客，她的父親多傑決定開家民宿。身為畫師的多傑，在客廳牆壁畫上最吉祥美麗的圖案，迎接天南海北的朋友。如今，民宿每年的收入能達到10萬元，登增德西還練就了一口流利的普通話。 去年9月，國道349線全線貫通，邊壩縣到拉薩的車程縮短了將近4小時，三色湖的遊客量呈現了爆發性增長。 昌都市邊壩縣文旅局黨組書記 仁增旺秀：去年已經突破三十萬，預計今年會突破五十萬。它從原來一個小眾、默默無聞的景區，現在開始走向大眾。以後想的是往更深裡去挖掘本地的人文特色，還有一些非遺，我們想的是不光是看景，而且還可以去體驗當地老百姓的生活狀態。 (總臺央視記者 卞曉妍 吳經偉 西藏總站 西藏臺 比如融媒)
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