2025中國民營企業500強發布會將在遼寧召開 350餘家全國優強民企參會
2025-10-30 14:52 6,419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)
中國天氣網訊 今天(8月11日)，四川盆地至江漢、江淮一帶仍有強降雨，明天降雨將逐漸縮減，四川、重慶、湖北、湖南等地需持續警惕次生災害。在主雨帶南側的江南、華南等地，本周依然高溫天氣頻繁。未來隨著副熱帶高壓北抬，13日起北方悶熱天氣也會增多，黃淮、華北等地不少地方或熱如「蒸桑拿」。 四川盆地至江淮一帶仍有強降雨 華北東北部分地區需警惕雷暴大風 昨天，強降雨主要出現在長江沿線。監測顯示，四川盆地東部和南部、陝西南部、湖北西部和南部、湖南北部、蘇皖中部和雲南東南部、海南中部等地部分地區出現暴雨或大暴雨。 今天，主雨帶仍將維持在四川盆地至江漢、江淮一帶，部分地區雨勢猛烈，明天上述地區強降雨區域會有所南壓，範圍也會減小。隨著高空槽東移，今明兩天華北北部、東北地區也將出現降雨，且伴有雷暴大風等強對流天氣。 中央氣象臺預計，今天，蘇皖中部、湖北東部和南部、湖南西北部、四川東部和南部、重慶、貴州中西部和東北部、雲南北部以及內蒙古中東部等地部分地區有大到暴雨，其中，江蘇中部、湖北西南部、湖南西北部、重慶中東部、貴州東北部等地部分地區有大暴雨，湖南西北部、重慶東南部等地局地特大暴雨。 明天，內蒙古東南部、東北地區西部、華北中北部、江淮東部、江漢大部、江南北部、重慶、貴州、雲南中北部、西藏東南部等地部分地區有中到大雨，其中，湖北西南部、湖南西北部、貴州東北部和中部、西藏東南部等地部分地區有暴雨或大暴雨。 氣象部門提醒，這次過程強降雨區域重疊度較高、短時雨強大、局地累計雨量大，其中四川、重慶、湖北、湖南等地部分地區需持續警惕地質災害、山洪、中小河流洪水、城鄉積澇等次生災害。 江南華南多地高溫耐力十足 13日起北方悶熱天氣逐漸增多 在降雨和冷空氣的共同影響下，今明兩天，長江沿線高溫天氣將明顯縮減，強降雨集中區的部分地區最高氣溫還可能下降至30℃以下，合肥、武漢等城市最高氣溫都將維持在25至29℃左右，體感涼快不少。 不過，本周南方大部地區高溫依然耐力十足。南昌、杭州高溫日數可達6至7天，加上溼度較大，悶熱感持續，公眾需做好防暑措施，儘量減少在高溫時段進行戶外活動，謹防中暑。 預計13日，副熱帶高壓將加強北抬，溼熱空氣會再次向北輸送，雖然北方高溫天氣不多，但黃淮、華北等地不少地方體感溫度接近高溫，將體驗悶熱的桑拿天。
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