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2025-12-13 03:54 5,468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)
雙腳是人體的「第二心臟」 也是全身健康的「放大鏡」 雙腳上的細微變化 比如腳跟痛、腳幹、腳臭等 可能折射出多種潛在疾病 但如果你的雙腳有這4個特徵 相對來說更能健康長壽 01 雙腳出現這5個症狀 可能是疾病信號 腳跟痛： 腳跟痛需警惕足底筋膜炎，表現為針扎樣疼痛，並且早晨下床走第一步時疼痛最為明顯。 足底筋膜炎疼痛的典型位置 足底筋膜炎出現的原因： 運動量突然大增； 運動前沒有充分熱身； 運動時穿了鞋底很薄、沒有彈性的鞋子； 尿酸高，尿酸沉積在了筋膜上； 肥胖， BMI(身體質量指數)高； 因年齡增長而出現了雙腳退行性病變。 ✅ 建議： 運動要循序漸進，如果感到不適要及時停止運動，千萬不要過於勉強自己； 運動時要穿彈性好的運動鞋； 控制好自己的體重和尿酸水平； 對於足底筋膜炎患者，可以在醫生指導下進行冷敷、使用膏藥，也可以做一做弓箭步幫助緩解疼痛。 腳幹： 可能與腳部皮膚疾病、血液循環不暢、缺乏維生素等原因有關，嚴重時皮膚甚至會出現開裂、脫皮的現象並伴隨疼痛。 注意： 如果雙腳只是偶爾比較乾燥，那麼可以先改變生活方式，比如在清潔雙腳後塗抹保溼身體乳，但如果腳幹的程度比較嚴重，則需查明病因後對症下藥。 雙腳總是感覺冰涼： 可能是血液循環不好，也可能與甲狀腺功能減退、動脈閉塞、糖尿病等疾病有關。 腳臭： 雙腳的一些疾病會增加腳臭機率，比如有腳氣的人往往伴有腳臭，因為腳氣本身可以繼發細菌性感染，這些細菌能分解外界產物，引起臭味。 此外，如果腳部角質層得不到清理，這些角質層在汗水浸潤下，會給細菌繁殖提供充足營養物質，讓細菌加速生長、繁殖，使腳臭越來越嚴重。 腳抽筋： 腳抽筋幾乎每個人都經歷過，但如果你經常腳抽筋，就要警惕了。可能與運動過量或未做熱身運動有關。此外，缺鈣同樣會讓神經肌肉應激性增加、興奮度提高，引起肌肉痙攣。 注意： 對於中老年人來說，如果補鈣後抽筋沒有改善，要特別警惕動脈粥樣硬化、血栓、靜脈曲張等血管性疾病。 02 雙腳有這4個特徵的人 相對來說更能健康長壽 雙腳皮膚光滑、紅潤： 我們的腳長時間包裹在襪子、鞋裡面，相對來說是全身皮膚比較細嫩的地方。如果你的腳比較光滑，並且很少出現腳幹、裂口等問題，說明身體是比較健康的。 雙腳溫暖，不容易發涼： 很多人都會出現雙腳冰涼的情況，特別是冬天，但如果你在很冷的環境下，還能保持雙腳溫暖，可以側面說明體內的血液循環比較順暢。 腳指甲紅潤，有光澤： 如果腳指甲紅潤有光澤，說明身體是比較健康的，氣血充足。 腳底板顏色紅潤： 正常的腳底板呈淡紅色，如果發現自己的腳底板顏色不太對，比如發白、發黃、發紫等，就需要多加注意了，可能與血液循環差或代謝疾病有關。 03 日常足部保健牢記這3點 泡腳： 用溫熱的水泡腳可以加快血液循環，有利於消除雙腳疲勞感。 ✅ 建議： 每晚睡前用溫熱的水泡腳10分鐘左右即可，水溫控制在40℃左右。 注意： 對於糖尿病患者來說，要特別關注泡腳時的水溫和時間，防止燙傷雙腳。 經常按一按雙腳上的穴位： 我們的腳上有很多與人體各臟器相聯繫的穴位和相對應的反射區，經常按摩雙腳，能加強人體氣血流通、疏通經絡。 常按湧泉穴，能幫助改善心肺功能 位置： 腳趾彎曲，前腳掌凹陷處為湧泉穴。 常按太溪穴，有助於滋補腎臟 位置： 位於足踝區，內踝尖與跟腱之間的凹陷處。 堅持運動： 運動能夠鍛鍊腳部肌肉，是保護雙腳的好辦法。建議每天堅持鍛鍊小腿和雙腳30～60分鐘，踮腳、伸膝勾腳等都可以。 (CCTV生活圈)
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