山東濟南濟濼路北延黃河隧道通車
2026-02-21 15:03 2,985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)
「您好，8號門怎麼走？」「Hello, where can I buy a ticket?」8月13日，2025年上海書展暨「書香中國」上海周火熱啟幕。在熙攘的人群中，由靜安區委社會工作部聯合上海大學國際教育學院的外國留學生們組成的「國際志願者小分隊」格外亮眼。他們不僅是書展現場的「活地圖」，更是靜安魅力的「城市推薦官」，以青春活力和國際視野，為「書香靜安」志願服務注入了鮮明的國際化元素。當濃鬱的書香遇見躍動的「志願橙」，會碰撞出怎樣的火花？上午9時，「書香靜安」靜安區志願服務站前，來自摩洛哥的志願者小伊已化身「行走的導航儀」，為絡繹不絕的讀者指路答疑。這支國際隊伍與館內60位來自行健學院的志願者緊密協作，形成高效的「館內館外聯動」機制，確保每一位讀者的需求都能得到快速響應。下午1時，來自馬來西亞的志願者小慧手持一本外文書籍，熱情地向讀者推薦：「If you want to learn Malay, you can read this book。」 從經典文學到語言學習手冊，他們總能精準找到不同讀者的 「心頭好」，讓書香跨越語言，直抵人心。閱讀的旅程不止於展館。手持精美的靜安文旅手繪地圖，國際志願者們活躍在靜安文旅商體展服務臺，熱情洋溢地引導讀者「走出書展，暢遊靜安」：「逛完書展，推薦去『巨富長』CityWalk！」 他們化身「城市推薦官」，細緻介紹靜安的多元魅力——打卡散發玉蘭香氣的書展限定印章，沉浸式體驗海派弄堂博覽路線，或是在藝術蘇河CityWalk中邂逅藝術與自然的碰撞。通過「帶貨」靜安地標，志願者們巧妙助力「票根經濟」玩出新花樣。新民晚報記者了解到，為持續擦亮「書香靜安」志願服務品牌，確保全天候優質服務，靜安區志願者協會今年精心招募了60位志願者，具備雙語服務能力的佔比5%，並進行了科學規劃與周密保障。服務布局採用「場內為主、場外聯動」的精細化模式：場內志願者聚焦主展館核心服務區，提供導覽諮詢、秩序維護、閱讀推薦等服務；場外則在上海展覽中心4號門和7號門設立臨時服務點，在入場尖峰時段高效提供指引答疑，實現內外協同、無縫銜接。面對持續高溫挑戰，後勤保障尤為關鍵。靜安區志願者協會為志願者精心配備內含定製速幹T恤、手持風扇、清涼貼的「志願者能量包」，在館外服務點設置醫療箱並持續供應清涼飲品，同時建立高溫預警響應機制，動態靈活調整戶外服務時長，全方位守護志願者身心健康。
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