新華全媒+｜孫福貴：「紅軍崗」上東北抗聯烈士英魂的守望者
2026-01-30 20:52 7,398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)
當前，正值「七下八上」防汛關鍵期，面對「高溫+暴雨」雙重挑戰，保障電力系統安全穩定運行和電力可靠供應至關重要。 「今年夏天，多地電力負荷屢創新高，高溫和強降雨疊加會增加設備故障風險，影響電力系統安全穩定運行。」華北電力大學電氣與電子工程學院教授艾欣在接受記者採訪時表示，要增強能源供應能力，確保煤炭、天然氣等燃料充足，各類支撐調節性電源盡開，提前制定極端天氣應急保障措施。 在河北，面對風、光等可再生能源發電具有間歇性等問題和不斷攀升的用電負荷，當地提前部署，制定了詳盡的迎峰度夏能源保供工作方案，從風險防控到資源調配，探索了一套上下一體的閉環管理運維系統。 在湖南，水電、火電、風電機組高效運行，光伏板廣泛分布，形成了「水電蓄能、火電穩供、新能源添力、外電入湘」的多維布局，構建起「水火風光氣」協同發力的能源保供體系。 火力發電運行平穩，受環境、氣候等不利因素影響較小，煤炭在能源保供中扮演著「壓艙石」和「穩定器」的角色。 安徽淮南是華東地區規模較大的能源基地，數百米深井下，採煤機正從煤壁開採出滾滾「烏金」；不遠處的潘集電廠，4臺66萬千瓦燃煤發電機組「火力全開」保障供電。 黃驊港是西煤東運南煤北運海上運輸的重要港口，船船「烏金」在這裡裝卸。據了解，7月該港完成煤炭進港1976.1萬噸，同比增長20%；完成煤炭裝船1942萬噸，同比增長16.5%，保障了迎峰度夏期間電煤供應。 「迎峰度夏以來，全國統調電廠煤炭庫存持續保持在2億噸以上，可用天數超過30天。」國家能源局相關負責人表示，近期，煤炭中長期合同價格和現貨價格均有不同程度回落，有效降低用能成本。 「今年迎峰度夏期間，電力區域供應不平衡的現象仍然存在，跨省輸電是解決該問題的有效手段。」艾欣表示，跨省輸電需求增加，優化電網結構至關重要，要推進電網智能化建設，增強電網「彈性」和自適應能力。 「保障能源供應可以避免停電等造成經濟損失，從而保證經濟社會穩定運行。在高溫天氣下，居民用電負荷佔比巨大，保障電力供應可以保障民生，同時也是檢驗能源體系韌性的重要指標。」艾欣說。 國家能源局有關負責人表示，將密切關注天氣變化和電力供需形勢，指導各地和電力企業充分做好機組穩發滿發、跨省跨區電力餘缺互濟，及時協調解決出現的問題，保障人民群眾清涼度夏用電需要，全力服務支撐經濟社會高質量發展。 人民網記者 王紹紹
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