（活力中國調研行）探訪浙江壇頭村：百年古屋間的發展新動能
2025-12-17 18:09 9,258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)
「感謝中國的體育組織者，你們一如既往地展現了專業精神、熱情好客、周密完善的賽事籌備，以及享譽全球的中國效率。」8月7日晚，第12屆世界運動會（以下簡稱「世運會」）在四川省成都市舉行開幕式，國際奧委會主席考文垂髮來視頻致辭，「遠程」祝賀世運會開幕。圖為國際奧委會主席考文垂髮來視頻致辭（圖片來源：新華社）考文垂在致辭中表示，此次成都世運會來自110餘個國家和地區的運動員參賽，展現了體育跨越文化和邊界的凝聚力。她希望全體運動員銘記體育運動帶來的快樂，鼓勵他們享受屬於自己的時刻。「本次世運會創造了很多個『第一次』。」在此前的新聞發布會上，國際世界運動會協會副主席湯姆·迪倫表示，成都世運會首次在城市中心完成了火炬傳遞，開創了世運會歷史。此外，成都世運會也是迄今為止最具可持續性的一屆世運會，成都共啟用27個現有和改造後的室內外場館，樹立了辦賽的新標杆。國際世界運動會協會主席何塞·佩魯雷納則對成都的公共運輸、比賽場館給予了高度評價。「我們選擇成都，首先考慮到了它優越的基礎條件，能夠很好地舉辦好世界運動會。」佩魯雷納對本次世運會的舉辦充滿了期待，「我認為成都現在已經完全做好準備，即將舉辦一屆非常成功的世運會。」擁有18年射箭運動生涯的義大利運動員基亞拉·雷巴利亞蒂同樣表示了對賽事的期待，「非常期待成都世運會，迫不及待想加入比賽了。」她說，除了賽事本身之外，她也期待探索成都，在這座美麗的城市走一走、看一看。據了解，本次世運會共有6679名運動員、隨隊官員、技術官員參賽，其中運動員3942人，是世運會歷史上規模最大、人數最多的一屆世界運動會。（記者 劉希堯）[ 責編：楊帆 ]
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