從「造浪」到「追風」：海南三亞崖州灣科技城攻關科技利器
2026-02-14 22:33 2,543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。 來自中國科學院遺傳與發育生物學研究所的消息說，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(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4日深夜在國際知名學術期刊《細胞》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。 論文通訊作者高彩霞介紹說，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，但Cre-Lox系統的應用受到3個關鍵問題的制約。 高彩霞指出，在本項研究中，研究團隊構建出系統性技術路徑，逐一突破3項限制，並通過技術的集成優化，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18.8kb超大片段DNA的定點整合、5kb序列的定向替換、12Mb的染色體倒位、4Mb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315kb精準倒位的抗除草劑水稻種質，展示出其廣泛應用前景。(完)
成都8月5日電 (楊予頔)5日，成都高新減災研究所(以下簡稱減災所)發布消息稱，減災所與國網四川省電力公司電力科學研究院、國網四川雅安電力(集團)股份有限公司等單位聯合研製的可無人機部署的雨量站「雨神-1號」正式啟用。 據介紹，該雨量站自2025年1月開始研發，目前已有三臺投用，分別分布在雅安、甘孜等山高林密、地質災害風險頻發的山區「無人區」。「眾多山洪、泥石流的形成區位於交通、通訊及維護條件受限的『無人區』，導致降雨監測難度較大。」地震預警與多災種預警四川省重點實驗室主任、成都高新減災研究所所長王暾介紹，「傳統雨量站的安裝需要肩挑背扛，因建設難度高，選址也受到局限。通過無人機部署，就可以減輕建設難度，擴大雨量站覆蓋範圍，彌補雨量監測能力不足。理論上，只要載重符合要求的無人機都可以完成『雨神-1號』的安裝。」 已經投入使用的「雨神-1號」雨量站。成都高新減災研究所供圖 「『雨神-1號』還內置了地形自適應功能。」王暾介紹，雨量站通過無人機攜帶到方圓10米無樹木覆蓋的區域降落後，會通過內置系統實現自動姿態調整以保持其中的雨量計水平。同時，憑藉雨量站內置的北鬥通信模塊，即使在無地面通訊的情況下，監測數據也能通過衛星傳回預警中心，助力滑坡、山洪、泥石流預警。 據悉，目前「雨神-1號」的監測數據不僅接入了多災種預警平臺，同時也融入了四川省自然災害動態風險監測預警平臺，助力提升山洪、泥石流、滑坡等多災種監測預警與服務。王暾表示：「我們目前也正在不斷完善、提升降雨估測預測技術平臺的技術。未來，隨著『雨神-1號』的規模化應用，我相信是可以有效提升山洪、泥石流、滑坡等災害的臨災監測、漸進式預警能力的。」(完)
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