2025數博會熱議話題:「人工智慧+」新時代如何培養數字人才？
2025-12-04 05:53 7,186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)
遼源8月13日電 題：一張工票揭開「血淚往事」：數萬礦工亡魂控訴日寇罪行 記者 郭佳 東北淪陷時期遼源礦工墓陳列館的玻璃櫃裡，陳列著一張發黃的工票。紙邊雖已殘缺，字跡卻依舊清晰。這張工票記錄著1942年11月，礦工牛世清在井下連續工作30天，當月帳面工資32元3角4分。然而，扣除上月欠費9元3角8分、本月各項扣費27元2角，他不僅分文未得，結算後還倒欠礦方4元2角4分。 觀眾在陳列館觀看牛世清的工票。 張瑤 攝 「這張工票有力證明了，在東北淪陷時期，礦工是怎樣被日本侵略者敲骨吸髓地剝削的。」該陳列館黨支部副書記劉宏穎近日接受記者採訪時說，「侵華日軍在遼源犯下的罪行罄竹難書，這只是冰山一角。」 因煤炭資源豐富，「九一八」事變後，吉林遼源被日寇強佔14年，其間大約致8萬至10萬礦工死難。當地的礦工墓是中國東北地區最大的反映日本帝國主義侵略東北、掠奪自然資源、殘害中國人的見證地之一。 太平洋戰爭爆發後，日本煤炭需求陡增，其掠奪步伐隨之加緊。14年間，遼源被掠走1548.96萬噸煤炭，這些煤炭為侵略者帶來巨額利潤，卻留下6座堆滿中國礦工遺骨的萬人坑。 觀眾在遼源觀看遇難礦工遺骸。 張瑤 攝 遼源礦工墓是其中規模最大、遺骸最集中的一處。礦區被鐵絲網、高壓電網和三米多高的土牆重重圍困，六道卡子門嚴密把守，只準進不準出。劉宏穎說，礦工絕大多數來自河南、河北、山東、山西等地，有被騙來的，也有被抓來的。 當時礦上流傳著一句話——「人間地獄十八層，十八層底下是礦工。」在井下，礦工們每天勞作十三四個小時，卻只有粗劣的口糧果腹。躺下不許睜眼，不許交談，上廁所甚至不能穿衣服。 更可怕的是，礦工們在毫無安全保障的情況下作業，礦難頻發。據記載，1942年，泰信一坑發生瓦斯煤塵爆炸，617名礦工當場遇難。這只是日軍佔領期間幾十起重大事故中的一起，死者總數現已無法精確統計。 這處礦工墓遺址佔地近6萬平方米。走出陳列館，映入眼帘的是一座矗立在山腰的高大紀念碑——「日偽統治時期遼源煤礦死難礦工墓」。紀念碑兩側修了石階路，訪客拾級而上可見八座屍骨館，裡面保存著197具完整的礦工遺骸及20餘具零散的礦工遺骨，可謂步步驚心。 在一個玻璃房前，劉宏穎停下來說，這是西坡的「煉人爐」遺址。經過半個多世紀的風雨，至今仍可見一尺多厚的骨灰和焦土，當年的景象讓人不寒而慄。 觀眾在陳列館參觀。 張瑤 攝 2020年，東北淪陷時期遼源礦工墓陳列館被列入國家級抗戰紀念設施、遺址名錄。劉宏穎介紹，遼源礦工墓1963年挖掘，1964年對外展出，至今已接待全國各地參觀者及外國友人近700萬人次。 來自南京的參觀者遲芮寧說，她讀過很多關於日軍暴行的記載，但站在這裡仍感到震撼，日軍的殘忍程度到了無法形容的地步。「作為年輕一代，將銘記這段屈辱歷史以鞭策自己，為國家富強貢獻力量。」 臨別前，劉宏穎又回到那張工票前。「很多人第一次看到時，會本能地算一遍帳，然後沉默。」她說，「這種沉默，比任何解說都更有力量。」(完)
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