照片裡的新疆丨從蒸汽機車到「復興號」動車
2025-11-29 08:57 6,184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)
黨旗在基層一線高高飄揚｜暴雨山洪中，他們挺身而出——記甘肅省榆中縣馬坡鄉舊莊溝村黨支部 舊莊溝村紅莊子村民小組13號是一座位於山坡上的小院，小院大門前貼著一張硬紙板，上面用黑筆書寫了5個大字——「現場指揮部」。 過去從這裡向外望去，滿眼是青山與民居。如今一場洪災襲來，坡下曾經的家園只剩流水、瓦礫、泥漿與碎石。 8月7日傍晚至8日晨，甘肅榆中縣等地連降暴雨，引發山洪災害。截至10日12時，災害造成15人遇難、28人失聯。位於甘肅省蘭州市榆中縣馬坡鄉的舊莊溝村便是此次受災嚴重的區域之一。 37歲的王棟是13號農家小院的主人，也是舊莊溝村黨支部副書記。身穿迷彩服的他腳步匆匆。記者問他在忙什麼，因工作千頭萬緒，他竟一時語塞，但那晚的生死經歷卻仍歷歷在目。 7日晚8時左右，王棟發現雨勢越來越大，先行通知各村社幹部警惕災害發生，隨後即刻前往村內的地質災害隱患點進行巡查。 途中，他們發現腳下的水流愈發湍急，王棟立即和舊莊溝村黨支部書記王黎顯作出決定，通知每位村民做好轉移撤離準備。他們先通過微信群發布信息通知村民，又擔心這種方式無法及時通知到每個人。王棟說：「關鍵時刻，黨員必須挺身而出！」 村裡的12名黨員幹部分頭行動，在風雨交加中邊打電話，邊挨家挨戶敲門通知村民向地勢較高的山上撤離。雨勢越來越大，黨員幹部們只能大聲呼喊，讓村民儘快撤離。 山洪滾滾而下，王棟發現坡下仍有村民未撤離。此時，電話信號已中斷，他當機立斷，開著車向村民的方向駛去。途中車輛在洪水中即將失去控制。千鈞一髮之際，他猛踩剎車，跳車而出，一轉身，車已被洪水捲走，不知去向。 顧不得多想，他迅速找到村民，帶著村民向山坡上的田地裡轉移。剛爬上坡地，洪水已經灌進身後的房屋。分秒之間，便是生死邊緣。 從山坡地轉移到山頭上的村委會，直線距離僅幾百米，但淤泥沒過大腿，行進困難，王棟等人走了3個多小時。在山洪的侵襲下，村莊被淤泥圍困，黨員幹部們背著老人、抱著孩子，村民互相攙扶，在泥濘中蹚出一條生命通道。 山洪衝毀了連接村子的道路。一時間，舊莊溝村成了「孤島」，黨員幹部即刻開展救災安置工作。在舊莊溝村小學臨時安置點，64歲的老黨員王百運忙前忙後，把自家饃饃、棉衣、被褥拿出來，分給被緊急安置的群眾。 在全體黨員和群眾的共同努力下，截至10日，救援力量已將通往舊莊溝村的道路搶通，舊莊溝村共轉移群眾117戶209人。 在臨時安置點，村民楊學勇和家人安頓下來。他告訴記者，現在吃喝不愁，對村裡的黨員幹部滿是感激。 「那天晚上，要不是村幹部冒死出了大力……」楊學勇聲音哽咽。 驚險的一夜只是忙碌的開始。舊莊溝村黨支部在配合救援人員繼續搜救、搶修道路的同時，還組織年輕力壯、熟悉村道的黨員運送物資，確保食品、飲用水第一時間送到受災群眾手中。 在連續多天呼喊轉移受災群眾、不分晝夜的勞累下，56歲的王黎顯嗓音已沙啞。他說，患難見真情、災難顯擔當，黨員幹部帶領群眾共抗險情是職責所在。 風雨無情，災害難料。然而，基層黨組織和黨員幹部，卻是諸多不確定、難預料中的「確定」與「常量」。 記者從榆中縣委組織部了解到，災情發生後，各級基層黨組織充分發揮戰鬥堡壘作用，全面投入救災一線。截至10日，有295個黨組織、176個黨員突擊隊和黨員先鋒隊奮鬥在搶險救災一線，5200多名黨員幹部參與其中。 從榆中縣城到舊莊溝村救援現場，一路上處處可見鮮紅的黨旗，穩穩紮在群眾最需要的地方。(記者崔翰超)
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