第四期統戰系統中青年幹部培訓班舉行開班式 李幹傑出席並講話
2025-10-30 13:02 4,513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)
南寧8月11日電(呂松洋 吳煒 覃世勇)8月11日，廣西南寧至憑祥高鐵崇左至憑祥段(簡稱：南憑高鐵崇憑段)接觸網一次送電成功，為下一步聯調聯試提供動力保障，向年內通車目標邁出重要一步。 南憑高鐵崇憑段接觸網由廣西交通投資集團投資建設、中國鐵路南寧局集團有限公司(簡稱：國鐵南寧局)代建、中鐵電氣化局承建。 圖為作業人員正在進行驗電操作。 吳東霖 攝 接觸網是高鐵的動力主動脈，承擔著為列車提供動能的重任。接觸網送電作為項目聯調聯試前的一道關鍵工序，主要是將地方電網的220千伏三相交流電，通過鐵路牽引變電所轉化為27.5千伏單相工頻交流電後，再輸送到線路上方的接觸網中，為列車運行提供動能。 為確保接觸網一次送電成功，廣西交投南崇公司、南寧鐵路工程建設指揮部、中鐵電氣化局、南寧高鐵基礎設施段等單位制定詳細的接觸網送電實施方案，組織技術人員對接觸網、變電所等設施進行檢測調試。此外，還提前完成電力系統與變電遠動系統對接調試工作，對包括接觸網、牽引變電所、分區所和電力配電所在內的所有相關設施進行調試與驗收，確保遠程控制通道暢通無阻，使全線牽引供電系統達到安全送電標準。 「接觸網送電後，接觸網導線及其相連部件帶有27.5千伏高壓電，相當於家庭用電220伏電壓的125倍，接觸網2米範圍內均為高壓危險區。」廣西交投南崇公司工程管理部工程師吳小健說。為確保人身安全和鐵路供電安全，請南憑高鐵沿線居民嚴格遵守鐵路安全相關法律法規，嚴禁進入防護網、翻越柵欄，鐵路兩側各500米範圍內禁放風箏、氣球等漂浮物，切勿攀爬杆塔或拋擲雜物。 據悉，送電完成後，8月12日、13日，國鐵南寧局南寧機務段等單位將對線路開展熱滑試驗，這是在接觸網「帶電」情況下，通過試驗列車對接觸網與受電弓的弓網關係進行檢測，精準測量受流網壓等關鍵參數，實現對接觸網「弓網系統」的全面「體檢」，為後續安全運行奠定堅實基礎。 南憑高鐵崇憑段正線全長81.522公裡，設計時速250公裡，線路東起崇左南站，經寧明縣、龍州縣，終至憑祥市憑祥東站。項目建成通車後，南憑高鐵將全線貫通運營，南寧至憑祥實現高鐵直達，兩地列車運行時間將由現在的4個多小時壓縮到1個多小時，形成中國對接東協便捷的運輸通道，對於完善邊境交通基礎設施，提升廣西與東南亞等地區的互聯互通水平具有重要意義。(完)
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