（輝煌60載 魅力新西藏）西藏地質科研60載變遷：從「地質老三件」到「空天地一體」
2025-11-02 07:10 1,453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)
西安8月8日電 (阿琳娜 胡浪任 欣悅)「謝謝每月給我寄來校報，使我了解母校的情況。看到母校興旺發達，心中很是高興。」96歲高齡的交大校友——電機系1952屆畢業生張洪森的來信，字裡行間表達了對母校的思念和對母校發展的祝福，還提到了辦好《西安交大報》的建議，流露出的真摯感情讓人心生感動。 張洪森1929年7月出生於上海，他自小便對電器電訊懷有濃厚興趣，懷著對交大電機系的景仰，他報考了交通大學並被錄取。 在交大電機系學習時，張洪森接受了系統且先進的專業知識教育，不少老師的創新性授課方式給其留下了深刻的印象：中國電機之父鍾兆琳教授的「啟發式」教學類似於如今的「翻轉課堂」，先預習後聽課以及用英文答辯的學習方式給彼時年輕的張洪森以莫大的眼界開闊；張煦院士當時教授長途通信課，他深入淺出地講授課程發展前沿的方式讓學生受益匪淺。除此之外，張洪森還對張鍾俊院士、趙富鑫教授、蔣大宗教授等師長念念不忘。他感慨道：「交大對我而言是立業之本，培養我獲得知識和本領，是親愛的母校，飲水思源，決不忘本。」 在信中，張洪森提及了很多自己的同班同學，表示很掛念同學們。由於在校時擔任副班長，畢業後又成為班級校友會負責人，他長期與同學們保持密切聯繫，始終關注大家的發展，並對老同學的成就如數家珍。不過提及自己，老先生謙虛地說：「他們(其他同學)貢獻比我大得多，我得向他們學習！」 2004年張洪森(前排左一)在西安交大參加108周年校慶。西安交通大學供圖 交大電機系的學習時光，不僅賦予了張洪森紮實的專業知識，也培養了他嚴謹認真、吃苦耐勞的優秀品質。張洪森自豪地說：「回憶這一生的工作和取得的成就，與母校對我的培養是分不開的，通過學習打下了工作能力的基礎，能夠為祖國作貢獻、為母校增光添彩。」 在給校報編輯部的來信中，張洪森提到了馮若渠、錢慰宗等本班同學隨校西遷的動人故事。「他們服從組織需要的精神令我敬佩！」在張洪森的心中，西遷精神是可貴的，這種精神跨越時空，激勵著一代又一代交大人勇挑重擔、砥礪前行，為高等教育事業發展和西部建設奉獻了自己的一切。「我常常在校報中看到弘揚西遷精神的稿件，十分感動。」張洪森說。 張洪森曾在交大西遷後兩次到訪西安交大，一次是2004年參加學校108周年校慶活動，而另一次是在2013年與同屆校友一起向學校捐贈「礪志石」並參加落成儀式。他說：「學校發生了很大變化，規模擴大了，設施現代化了，學生學習、生活環境改善了，成果纍纍令人興奮，我打心底裡為母校感到自豪。」 「希望交大青年學子樹立崇高的人生目標，做一個德才兼備為人民服務的人；保持終身學習的良好習慣，適應新時代新要求；養成艱苦奮鬥的優秀品質，在奮鬥中磨礪成果；堅持創新精神，滿足祖國和人民越來越高的要求；秉承團隊協作觀念，聚集力量為祖國作貢獻。」張洪森寄語交大學子。(完)
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