場面 | 上海大歌劇院主體基本建成，「中國扇」即將徐徐展開
2025-11-26 17:29 1,729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)
「小山整把濟南圍了個圈兒，只有北邊缺著點口兒。」老舍筆下的老城濟南，坐臥於重疊的群山間，宛若被放在搖籃裡。在「籃邊」連綿的山脈中，有一座山格外特殊，它透著一股英雄氣。 航拍濟南英雄山。濟南革命烈士陵園供圖 這座山距離濟南老城南門約四華裡，曾得名「四裡山」，如今，人們更習慣稱它為「英雄山」。這一轉變要從新中國成立後毛澤東主席首次視察濟南說起。 翻開1952年的歷史檔案，山東省委黨史研究院研究二處一級主任科員周春燕介紹道，這一年10月26日，毛澤東主席乘專列到濟南視察，同中共中央山東分局負責同志談話，聽取山東工農業生產和發展地方工業等情況的匯報。第二天(27日)，主席登臨濟南市南郊四裡山憑弔黃祖炎烈士。 1952年，山東軍區司令員許世友在英雄山上向毛澤東主席匯報工作。官方部門供圖 黃祖炎是江西省南康縣人，上世紀30年代曾在中華蘇維埃臨時中央政府任文書科長，以秘書身份協助主席工作，與主席結下深厚情誼。之後他隨中央紅軍參加長徵，並在全民族抗戰爆發後，從延安南下參加新四軍。 1948年，黃祖炎被調到渤海軍區負責政治部工作。1951年，時任山東軍區政治部副主任的黃祖炎，在出席軍區某會議時遭反革命分子槍擊，不幸犧牲，年僅43歲。 「祖炎是個好同志，對黨忠誠，辦事認真，能文能武。他跑完了艱苦的長徵路，經過了抗日戰爭和解放戰爭的槍林彈雨沒有倒下，卻遭反革命分子槍殺。我們必須嚴防反革命分子的報復，切不可疏忽大意，認為天下太平無事。」毛澤東在憑弔黃祖炎烈士時表示。 「毛主席對黃祖炎被刺殺事件非常重視，在一個月時間內，先後作過三次批示。」周春燕說，登山時，山東軍區司令員許世友也向主席介紹到山上還埋著解放濟南戰役中犧牲的部分烈士，並準備把其他地方烈士墓也遷移過來，建一個烈士陵園。 濟南革命烈士陵園烈士墓區。濟南市市中區融媒體中心供圖 毛澤東聽後感慨說：「好啊，真是青山處處埋忠骨，有這麼多的英烈長眠在這裡，四裡山就成英雄山了。」 一句飽含深情的話，讓這片埋葬著英魂忠骨的山脈，自此有了一個盪氣迴腸的名字——英雄山。 濟南英雄山。李鋒 攝 16年後，革命烈士紀念塔落成。毛澤東在1949年親筆題寫的「革命烈士紀念塔」七個金字，鐫刻在英雄山巔的紀念塔上。 革命烈士紀念塔。濟南革命烈士陵園供圖 現在，濟南革命烈士陵園烈士墓區安葬革命烈士1900餘名，大多數為濟南戰役犧牲烈士，抗日英烈有30餘名。中共一大代表、中國共產黨的創始人之一、山東黨組織的創建者和早期領導者王盡美、鄧恩銘，原中共山東省委書記劉謙初等革命烈士均長眠於此。 濟南革命烈士陵園烈士墓區。濟南市市中區融媒體中心供圖 據濟南革命烈士陵園烈士褒揚和史料編纂部主任周光濤介紹，在陵園安葬的抗日英雄中，武跡滄、汪洋、韓明柱、黃驊等人的事跡為人們所熟知。其中，武跡滄是濟南人，與兩個弟弟武中奇、武思平，被後人傳頌為「武氏三傑」。 據史料記載，1937年，日軍侵佔濟南後，武跡滄奉命留濟搜集日軍情報，籌措抗日經費和物資，從事黨的聯絡工作。1938年初，武跡滄和兩個弟弟共同參加徂徠山抗日武裝起義，成為地下黨組織工作的中堅力量。同年，武跡滄被派往膠東區黨委統戰部工作；1939年3月，他在與日軍戰鬥中英勇犧牲。 武跡滄烈士之墓。濟南革命烈士陵園供圖 英雄山上，聳起一座座豐碑，無聲訴說著那些浴血奮戰、浩氣長存的革命故事。 令人痛心的是，許多烈士為革命英勇獻身後，因戰事吃緊，被就地掩埋，捧土為墓，削木為碑，沒能留下姓名。他們的墓碑長期安放在陵園，但沒有標識身份。 「陵園內還有無名烈士600多名。從2021年起，我們不斷在幫他們尋找『回家的路』。」周光濤說，他們專門成立濟南革命烈士尋親中心，組建尋親工作專班，運用DNA鑑定比對技術為無名烈士尋親。截至目前，中心共開展20次實地尋訪，行程近10萬公裡，已為250名在濟南戰役中犧牲的無名烈士成功找到親人，讓無名烈士變成有名英雄。 在接受記者採訪的當天，周光濤和同事們仍在為無名烈士尋親奔走。 今年6月，濟南市退役軍人事務局第二十次為濟南戰役無名烈士實地尋親。濟南革命烈士陵園供圖 盛夏時節，英雄山更顯巍峨蒼翠，層層疊疊的綠浪環繞著英雄的豐碑，民眾絡繹不絕地拾級而上，緬懷先烈。這座山承載的紅色記憶，已深深嵌入城市肌理。 立於山頂，俯瞰山下，入目皆是孩童奔跑歡笑、老人休閒健身的身影。這平安盛世，如革命先輩們所願。 作者：趙曉 編輯：梁靜 審校：魏園 責編：宋方燦 (微信公眾號)
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