「黑燈工廠」智慧檢修，助電煤保供跑得更快更穩
2026-01-29 05:36 3,958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)
延安革命紀念館裡，講解員向參觀者生動講述陝北民歌《東方紅》創作、改編的故事。 講解結束後，歌聲從人群中響起，不斷有參觀者加入合唱。老黨員鄭金星的眼眶漸漸溼潤了，「一直想來延安看看，今天終於圓夢了」。 延安，中國革命的聖地、新中國的搖籃。1935年至1948年，黨中央和毛澤東同志等老一輩革命家在這裡生活和戰鬥了13個春秋，領導中國革命事業從低潮走向高潮、實現歷史性轉折，扭轉了中國前途命運。 寶塔山下，弦歌不輟。 《延安頌》與「一本永遠讀不完的書」 延安革命舊址見證了我們黨在延安時期領導中國革命、探索馬克思主義中國化時代化的光輝歷程，是一本永遠讀不完的書。 陝西延安城西北，雨後的楊家嶺革命舊址，中央大禮堂巍然矗立。在楊家嶺期間，中國共產黨召開第七次全國代表大會，開展延安整風運動，領導中國人民抗日戰爭。 「進步青年唱著這首歌奔赴延安……」打磨講稿、配樂演唱，楊家嶺革命舊址管理處副主任薛健以《延安頌》開場，一次次把革命老區的故事講給來自五湖四海的人們，「群山結成了堅固的圍屏……到處傳遍了抗戰的歌聲……」歌聲穿越八十餘載，依然打動人心。 薛健說：「我們黨成立時只有50多名黨員，到七大召開時已經擁有121萬名黨員。」截至去年底，中國共產黨黨員數量達到10027.1萬名。 王家坪革命舊址，樹蔭下，一堂思政課正在進行。 「毛澤東同志等老一輩革命家以敏銳的眼光和深刻的洞察力思考中國的前途命運，就中國革命作出了一系列重大決策，為我們黨後來不斷從勝利走向勝利指明了正確方向、開闢了正確道路。」國防大學政治學院西安校區副教授王增祺從歷史深處講到新時代發展。「在革命先烈戰鬥、生活過的地方上思政課，我的內心滿是崇敬，我們要用實際行動展現青年擔當。」一名學員說。 革命舊址上的生動課堂，在延安很常見。近年來，延安市依託紅色資源優勢，打造了75個現場教學點，建起500多人的教育培訓師資庫，開發「重走長徵路」「重溫『窯洞對』」「重悟為人民服務講話」等主題教學線路，努力把紅色資源利用好、把紅色傳統發揚好。 國防大學政治學院西安校區教授錢均鵬是王家坪的常客。30多年間，她見證了延安革命舊址的變化，「環境更好了、展陳更豐富了，現場教學、文藝表演等方式豐富了觀眾體驗。」在錢均鵬看來，「這本『永遠讀不完的書』，常讀常新。」 《黃河大合唱》與星空下的演出 延安文藝紀念館前館長劉妮永遠忘不了3年前那一幕：年逾八旬的冼星海之女冼妮娜把父親用過的指揮棒交到她手裡，兩人熱淚盈眶。 這根小小的銅製指揮棒，跟隨冼星海輾轉國內外，如今珍藏於延安文藝紀念館，每天接受眾多參觀者的敬意。 「風在吼，馬在叫，黃河在咆哮……」拉開時光之幕，鏡頭回到1939年春天。34歲的冼星海正是用這支指揮棒，指揮合唱團唱響了《黃河大合唱》。自此，這首誕生於窯洞中的交響史詩傳唱全國，成為抗日烽火中凝聚民族力量的戰歌；時至今日，它的旋律仍流淌在無數中華兒女的血液中。 隨著魯迅藝術學院的成立，延安迅速成為愛國青年和文藝工作者的精神家園，孕育出無數經典作品。「他們心中都有一個衝動，要用作品表達時代、民族的聲音。」劉妮說，「在不少前輩的記憶中，延安時期生活雖然艱苦，但處處都有嘹亮的歌聲。」 歷史的片段不斷聚攏。2007年以來，延安文藝紀念館共徵集各類文物、史料和藝術品近5萬件，推進文物保護和傳承，讓文藝為人民服務的追求一代代傳下去。 這裡有一場跨越時空的「對話」。 星空下的金延安旅遊度假區，人們仿佛回到上世紀三四十年代的延安，1∶1復刻的安瀾門、新華書店等標誌性建築被打造成沉浸式小劇場。鐘樓南側，《黃河大合唱》歌聲驟起，時空交織，黃河怒號。 這是大型歌舞劇《延安十三年》中的一幕，《落腳延安》《事變破曉》《百花齊放》《艱苦奮鬥》《東渡解放》《歌唱祖國》等篇章再現崢嶸歲月。「參觀舊址、欣賞演出，讓人更加深刻地感受到抗戰勝利來之不易，也更珍惜今天的幸福。」遊客王先生特意趁暑假帶孩子來感受紅色文化。 「我們希望創新表達，激發新時代紅色文旅產業新動能。」陝西旅遊集團延安文化旅遊產業投資有限公司黨委書記國小強介紹，自2019年開業以來，金延安旅遊度假區累計接待遊客超2000萬人次。 《南泥灣》與金果果 巨幅稻田畫繪成「紀念抗戰勝利80周年」的圖案，南泥灣風景區遊人如織。「花籃的花兒香，聽我來唱一唱……」《南泥灣》的旋律閃入腦海。 中共中央機關遷駐延安後，由於敵人的軍事包圍、經濟封鎖，條件十分艱苦。延安軍民積極響應毛澤東同志發出的「自己動手、豐衣足食」號召，開展了熱火朝天的大生產運動，有力支持了抗日前線。 「團長號召挖三畝，英雄個個齊努力……」南泥灣大生產紀念館，一首《生產忙壞了陳團長》的曲譜引得遊客爭相試唱，陳團長四處奔忙的形象躍然眼前。這位陳團長，正是三五九旅七一八團模範團長陳宗堯，1945年在南下作戰中不幸犧牲。這首歌曲成為英雄氣概的註腳。 自力更生、艱苦奮鬥的創業精神，是延安精神的重要內容。曾經，軍民齊心墾荒，讓「爛泥灣」變成了「陝北的好江南」；進入新時代，延安幹部群眾奮發圖強，革命老區氣象新。 距南泥灣不遠，柳林鎮南莊河村的山地蘋果長勢喜人。 「習近平總書記2022年在延安考察時強調，『陝北的氣候、光照、緯度、海拔等非常適宜發展蘋果種植』『這是最好的、最合適的產業』。這真是說到我們心坎上了。」南莊河村村幹部高祥分享近些年果園裡的新鮮事：春季氣象大數據「護花」，夏秋防雹網「護果」，水肥一體化滴灌，「我們村的蘋果都跟著航天員上『天宮』啦！」 政府扶持，農技專家幫忙，果農日子越過越好，南莊河村果農僅蘋果一項人均年收入1.9萬元。高祥笑聲爽朗，「我們還搞電商、開展果樹認養，鄉親們一起致富。」 果樹種得好，倉儲、深加工、營銷能否跟得上？ 在中國供銷集團延長公司，冷藏庫連通智能選果車間。公司副總經理張兆華介紹，智能選果線能「拍CT」，快速找出病果、差果，繼而精準分揀、自動稱重、分級裝箱，讓選果效率大大提高。 張兆華最近正抓緊調試蘋果飲品加工線，「多層次利用，多環節增值，延安蘋果的產業鏈越來越長。」延安現有果品精深加工企業39家，延安蘋果全產業鏈產值達550億元。 在延安市果業中心，一本延安蘋果視覺識別策劃書擺在中心主任路樹國的案頭。從業幾十年，他見證了延安蘋果產量突破500萬畝，躋身中國蘋果品牌價值榜前列。「加強防災減災能力、增加產品附加值、擦亮金字招牌，是我們繼續努力的方向。」路樹國說。 巍巍寶塔山，滾滾延河水。延安，曾吹響了抗日救亡的號角，如今在實現中華民族偉大復興的新徵程上，依然歌聲嘹亮。
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