【2025數博會】 大數據+：跑出幸福生活「加速度」
2026-03-15 14:57 5,932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)
鄭州8月13日電 (記者 劉鵬)甲骨文元素服裝與洛邑古城漢服走秀交相輝映；太極與街舞跨界融合……12日晚，「潮起中原時尚河南」主題宣傳推廣活動在河南鄭州市阜民裡文化街區啟幕。本次活動通過「城巷裡的河南」「詩詞裡的河南」「紋樣裡的河南」「霓裳裡的河南」等八大主題推介，從人文歷史、城市風貌、非遺技藝、文學藝術等多個維度，解鎖「時尚河南」的另一面。 圖為展演現場。劉鵬 攝 河南兼具悠久歷史與時尚活力。近年來，該省以文化IP為核心，從「文物活起來」到「文化潮起來」，通過年輕化表達讓千年文明綻放新彩。 當晚活動現場，河南省文化和旅遊廳廳長黃東升在致辭時表示，河南堅持推動中華優秀傳統文化創造性轉化、創新性發展，每天都在上演著「老家不老、文化常新」的文旅故事。期待與社會各界攜手，讓「時尚河南」成為一張亮眼名片，讓每一位走進河南的遊客，都能觸摸到歷史的溫度，感受到潮流的脈動。 記者在現場看到，由百年街巷改造的阜民裡文化街區，當晚變身河南文旅「時尚T臺」。「城巷裡的河南」「窯火裡的河南」「詩詞裡的河南」「山居裡的河南」「回味裡的河南」等主題推介輪番登場，備受好評。 開場以「霓裳裡的河南」短片與服裝走秀率先亮相，三門峽廟底溝博物館的彩陶紋樣服飾、安陽殷墟博物館的甲骨文元素服裝與洛邑古城漢服走秀交相輝映，用靈動身姿喚醒歷史記憶；在「城巷裡的河南」中，焦作太極與鄭州街舞跨界融合；「窯火裡的河南」通過《汝瓷賦》《瓷影·鈞心》的舞蹈串燒，搭配許昌禹州制瓷展示，讓千年窯火的溫度觸手可及；在「詩詞裡的河南」中，《蝶戀花》《王風·採葛》的舞蹈演繹，讓《詩經》的婉約與宋詞的豪邁在舞臺流淌。 同時，主題展區串聯煙火記憶，時尚文化潮流澎湃不息。活動現場同步打造的沉浸式文創展區，成為觸摸河南時尚基因的互動窗口。汝瓷的天青釉色溫潤如玉，鈞瓷「入窯一色，出窯萬彩」的奇幻在燈光下流淌，陶瓷裂變釉燒制技藝製作的十二生肖擺件靈動可愛。 「這種古老的技藝做成這麼卡通的形象很有趣，一下就抓住了我的眼球，感覺傳統文化也時髦起來了。」一位遊客拿起製成「米老鼠」形狀的陶瓷擺件如是說。 不僅如此，河南博物院、殷墟博物館、鄭州大河村遺址博物館等博物院館的文創產品也來到了現場，這些從千年文物上「走下來」的吉祥紋樣，煥發著新的生命力。 其中，河南博物院的琺瑯鑲玉葫蘆文創頗受歡迎。據攤主介紹，這些青銅器、玉器上的紋樣寓意吉祥美好，受到遊客們的青睞。 活動現場，各大主題展區串聯起從城市到鄉村、從美食到器物的時尚脈絡，帶領遊客在觸摸與體驗中，捕捉中原文化「潮起來」的鮮活印記。(完)
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