浙江杭州：第二屆亞洲空手道青少年公開賽暨訓練營開幕
2025-11-04 22:09 9,397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)
近日，各地各高校2025年新招募的4.8萬餘名大學生志願服務西部計劃志願者陸續出徵，奔赴西部和基層地區開展志願服務。這份「西行熱」，不僅是對個人成長的期許，更是對國家西部發展藍圖的積極回應。西部計劃自2003年啟動，已累計輸送54萬餘名青年志願者深入基層。邁入新發展階段，今年的計劃更加精準對接國家戰略需求，將科技創新、鄉村振興、綠色發展、社會服務、衛國戍邊等作為核心方向。這清晰表明，西部不僅是地理概念，更是國家現代化建設的關鍵戰場。青年在此施展才華，為中國式現代化注入澎湃動力。更為重要的是，這片廣闊天地也為青年提供了錘鍊意志、增長才幹的絕佳平臺。個人價值的實現與國家發展的進程，在此實現了深刻的良性互動與價值共生。從「孔雀東南飛」到「群鳳棲西枝」的動能轉換今日之西部，承載著國家區域協調發展的戰略重任，正處於高質量發展的關鍵躍升期。基礎設施加速完善、產業升級迭代、生態保護深化、社會服務提質，每一步跨越都需要青年人才的智慧與汗水。進入新時代，西部大開發成就斐然：西部地區2024年GDP達28.7萬億元，佔全國21.3%，日益成為全國高質量發展的新增長極之一，已從內陸腹地轉向開放前沿與創業熱土。變化背後，離不開人才政策的持續發力。為強化人才「西」引力，國家持續加大對青年投身西部的政策支持力度。截至2024年8月，特崗計劃已為中西部22個省份、1000多個縣的3萬餘所鄉村學校補充教師約115萬人;「三支一扶」項目實施以來，源源不斷地向農村基層輸送高校畢業生，在支教、支農、支醫等領域發揮了重要作用。《2024年中國本科生就業報告》顯示，2023屆本科畢業生在西部就業比例達25%，較2019年提升1.9個百分點。數據印證了西部吸引力的顯著增強，「群鳳西棲」漸成趨勢，為區域發展注入動能。在「大我」坐標中定位「小我」航向投身西部，絕非簡單的職業選項，而是新時代青年響應國家召喚、勇擔時代重任的主動作為。它要求青年將個人志向與國家戰略緊密融合，讓奮鬥足跡與西部發展同頻共振。這本質上是一種價值錨定——將人生理想紮根於家國夢想交匯之處。當前，西部地區不僅擁有廣闊空間與豐富機遇，各地更不斷完善政策支持體系：提升志願者待遇、拓寬基層人才晉升通道、優化職業發展平臺，積極營造「拴心留人」的環境。政策託底與個人價值實現的同向發力，使得「紮根西部」成為越來越多青年實現抱負的理性選擇與自覺行動。2003年西部計劃首批志願者索衛鋒，紮根陝西三原縣二十餘載。從基層服務者成長為優秀科級幹部，他創新提出「街道冠名權」，長期關愛留守兒童，在不同崗位上踐行志願精神，是青年融入基層治理、實現長期成長的典範之一。2021年，西安石油大學畢業生何文博懷揣「石油夢」投身新疆塔克拉瑪幹沙漠。他駐井作業超700天，帶領團隊攻克多項施工紀錄，現任鑽井隊隊長。他用「我為祖國獻石油」的赤誠，在能源保障一線詮釋了青年科技工作者的擔當，展現了個人理想與國家需求的完美結合。2023年，天津的「00後」、陝西科技大學畢業生杜月程來到嵐皋縣。1年多的歷練，讓他成了鄉村社會治理的「多面手」。「腳下沾有多少泥土，心中就沉澱多少真情」是他作為一名西部計劃志願者的真實寫照。今年5月，杜月程轉崗為藺河鎮政府文旅專員。當被問及為何選擇當一名西部計劃志願者時，他笑著說：「基層帶給我的，不僅是知識的增長，還有本領的提升，讓我更加懂得如何把工作做到群眾心裡去。來到這裡，能為西部貢獻自己的一份力量，一輩子都不會後悔!」索衛鋒、何文博、杜月程的故事，絕非孤例，他們是萬千西部奮鬥青年的縮影。他們在西部的廣闊實踐中磨礪意志、增長才幹，其個人成長與西部的發展進步形成了強有力的正向循環。他們不僅為西部的物質建設、精神涵養、治理創新貢獻了青春力量，更在這片熱土上成就了人生的別樣精彩。當下，西部正處於高質量發展的戰略機遇期。這裡匯聚著國家意志與青年理想，是夢想照進現實的廣闊舞臺，更是青年與時代共進、與家國同心的精神坐標。選擇西部，是響應號召的堅定行動，更是將人生價值錨定在時代發展主航道的深刻自覺。廣大青年當以信念為帆，以實幹為槳，在服務國家戰略的壯闊徵程中，奮力書寫無愧於時代的青春傳奇，讓青春之花在中國式現代化最需要的地方絢麗綻放。(西安電子科技大學馬克思主義學院教師 朱君傑)
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