（抗戰勝利80周年）桂林保衛戰：2萬將士血戰13萬日寇鑄豐碑
2025-11-14 09:37 5,297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)
「科託爾藝術節·中國舞臺」系列音樂會近日亮相黑山千年古城，獲得當地居民和遊客青睞。活動由上海市對外文化交流協會與黑山有關部門聯合創辦，由上海音樂家協會支持。 活現場動中國旅美女高音歌唱家張婉哲演繹的一系列中國藝術歌曲，在科託爾古城音樂廳開啟第五屆「中國舞臺」大幕。畢業於上海音樂學院周小燕聲樂中心的中國旅法女中音歌唱家伍艾領銜四位中國音樂家，在北馬其頓奧赫裡德夏季音樂節的聖索菲亞音樂廳掀起「中國之夜」漣漪，加上將參加9月下旬在阿爾巴尼亞舉辦的「中國文化周」，標誌著這項由上海有關部門牽頭和上海東寶文化運營公司承辦的中外文化藝術交流活動，已在歐洲各國初結碩果。活動也從聲樂、器樂擴展到舞蹈和美術等領域。舉辦五年的「中國舞臺」邀請塞爾維亞鋼琴家德言·希納迪諾維奇、美國鋼琴家大衛·維頓分別與張婉哲組成「風鳴絲綢」二重奏，法國鋼琴家米歇爾·達爾貝託與中國旅歐小提琴家朱丹組成搭檔，法國長笛演奏家讓·馬克·古戎等與伍艾組成「百合樂團」，聯袂演繹中西經典作品。上海承辦方還發揮紐帶和輻射作用，邀請青島、南京、合肥、江西、甘肅等地的藝術團體和優秀同行共同營建海外「中國舞臺」。青年小提琴家陳中翰、張周耀東，青年鋼琴家張珺潔、陳俊言，分別從柏林、漢堡、倫敦、維也納趕到黑山。小提琴家寧峰推薦學生、留德小提琴家王仕含，正在英皇攻讀博士的青年鋼琴家馬可、王渤程、李嘉睿等趕到貝爾格勒登臺。在萊比錫音樂學院任教的雙簧管演奏家林卿教授與妻子、鋼琴家劉姽婧，晝夜趕往塞爾維亞與蒙特內哥羅參加「中國舞臺」獨奏音樂會，又為眾多青年學子上課、伴奏。伍艾以及旅法鋼琴家侯娟、長笛演奏家王偉和留德青年長笛演奏家嶽廣慧放棄難得的暑假，輾轉趕往奧赫裡德參演。得知王仕含缺少欲在諾維薩德演奏的《苗嶺的早晨》樂譜，作曲家陳鋼、遠在澳大利亞的演奏家潘寅林和寧峰，第一時間發來他們珍藏的手稿、首演版樂譜和標註版樂譜。藉助「中國舞臺」，上海與歐洲國家的文化藝術交流合作日益頻繁。「橋-QIAO國際音樂比賽、舞蹈比賽」吸引八國上百名學子登臺競技。中國上海國際藝術節中心與黑山科託爾藝術節籤署友好交流備忘錄，兩國藝術家互訪演出。中國音樂家剛在奧赫裡德夏季音樂節成功演出，該節總經理、男高音歌唱家喬爾吉·楚科夫斯基又將來滬，為未來交流進行新的磋商。
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