英國面臨全國性水資源短缺
2026-02-07 09:35 6,328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)
成都8月11日電 題：世運村外的市集：讓世界感知「四川心意」 作者 袁牟知博 「這是一把很重要的傘，能體現文化特色的手工藝品最能傳達我對家人的愛。」來自匈牙利的賽事工作人員蓋梅西·捷爾吉第四次參加世界運動會，鍾情於中國傳統文化的他特意挑選了油紙傘作為禮物，通過一旁的國際快遞物流服務，將這份「四川心意」及時寄往多瑙河畔。 蓋梅西·捷爾吉購買油紙傘的攤位位於世運村外的好運市集，這裡匯聚了扎染、漆扇、大熊貓文創等特色攤位，是許多外籍參賽人士感受四川文化的「第一站」。一位美國運動員因家中有雙胞胎女兒，一定要選出兩把一模一樣的粉色油紙傘；還有波蘭運動員停留許久只為挑選一把帶有流蘇吊墜的油紙傘，「因為愛人喜歡這樣的裝飾」。 8月9日，來自匈牙利的賽事工作人員蓋梅西·捷爾吉正在挑選油紙傘。 袁牟知博 攝 讓油紙傘攤主李雨霏感動的是，很多運動員會追問傘面上山水畫和詩詞的含義，了解後紛紛稱讚其蘊含的魅力。這讓她感覺，自己製作的油紙傘不只是「帶得走的伴手禮」，它更像一座小小的「橋」，讓不同國家的人在觸摸時，都能讀懂「美好」的共通含義。 「設置這個市集的初衷，就是讓世運村內的運動員、技術官員和隨行人員近距離感受非遺和巴蜀文化。」好運市集主理人李笠介紹，國際友人對文創產品各有偏愛，但幾乎都對大熊貓元素「毫無招架之力」。 大熊貓的「魔力」隨處可見：市集旁，一群運動員正排隊和大熊貓玩偶合影；世運村口，幾位運動員正與主動交流的成都「小孩哥」交換大熊貓主題紀念徽章；來自巴拿馬的運動員阿羅塞梅納·雅克琳則在捏麵人攤位前「拜師學藝」，跟著「四川師傅」學捏大熊貓面人。 8月9日，巴拿馬運動員阿羅塞梅納·雅克琳(中)在學習捏大熊貓面人。 袁牟知博 攝 這場教學無需語言相通，師傅用四川話念叨著「捏個圓腦殼」，她用英語回應著「這樣嗎」……嘴上「雞同鴨講」，手上的動作卻悄悄同步。「中國人太會創造美好了！」阿羅塞梅納·雅克琳舉起手上捏了一半的大熊貓面人讚嘆：「說實話做這個很難，但看到這麼可愛的大熊貓，誰能忍住不嘗試呢？」 市集旁的四川特產商店，也藏著運動員們「業餘生活」的熱鬧。「每天至少有100名外國友人前來打卡，多是購買大熊貓文創、四川特色手信和本地小吃。」店員餘思函記得一位運動員來店裡購買了大量花椒和火鍋底料，臨走前還約定「明天還來」，只因「吃了一次火鍋被這熱辣的味道深深迷住了」。 同樣，世運村周邊的火鍋店、零食店近期也成了熱門打卡點。「感謝這些攤位和店鋪的存在，讓我們在緊張的備賽階段還能夠了解到四川的一部分。」烏克蘭運動員季莫申科·葉夫赫妮婭說，油紙傘的竹香、大熊貓面人的軟糯、火鍋的熱辣，悄悄住進了大家的心裡，讓世界與四川的距離越來越近。(完)
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