福建啟動防颱風Ⅳ級應急響應
2026-01-08 22:48 6,729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)
陝西漢中，地處秦巴腹地、川陝之間，位於中國地理版圖的中心。漢江從這裡發源，漢王朝自此發祥。這裡是秦蜀古道的連接地，是長江最大支流的發源地，也是中原文化與巴蜀文化交流的重要區域，自古便是軍事重鎮。 陝西省漢中市的城市風光。 李偉 攝 1938年3月13日，24架日軍飛機首次飛臨漢中上空，轟炸漢中西關機場，造成民房被毀、軍民死傷。如今，每年的3月13日都是漢中市防空警報鳴放日。不忘國恥，警鐘長鳴！ 抗日戰爭時期，漢中人將智慧藏在夜色裡。空襲的警報聲一響，城內的燈光便刷刷熄滅，漢江的河灘上同時亮起星星點點的燈火，為日軍飛機擺下「迷魂陣」，日軍果然上當，炸彈全扔在了空無一人的河灘上。然而，在長達7年的時間裡，日軍共出動飛機575架次空襲漢中城區、郊區和周邊縣，炸死炸傷1249 人，炸毀房屋2689間。 美國飛行員在漢中街頭拉黃包車。(資料圖)漢中市檔案館供圖 當時中國全民抗戰，大量國際力量也來援華。中國空軍美國志願援華航空隊，是其中有一支十分重要的援助隊伍。他們來到漢中後，在當地政府和群眾的大力支持下與日軍展開了激烈戰鬥。 1941年，美國飛行教官陳納德在羅斯福政府的暗中支持下，以私人機構的名義重金招募美軍飛行員和機械師，組建中國空軍美國志願援華航空隊。一些陸軍航空隊、海軍陸戰隊的後備役、退役人員應募。同年，200多人分兩批來華參加抗日戰爭。陳納德以美軍標準訓練中國空軍，積極協助中國空軍對日作戰，並親自駕機投入戰鬥。 陳納德(資料圖)漢中市檔案館供圖 事實上，中國空軍美國志願援華航空隊的隊員多半是勇敢、渴望冒險、性格不羈的年輕人。由於形式上並非正規軍，他們的戰術研究和訓練自由揮灑。因每架飛機的機頭上都被畫有張開利牙的鯊魚大口，部隊的徽記是一隻身上長著雙翼的飛虎躍過代表勝利的「V」，故人們親切地稱之為「飛虎隊」。 1943年3月，「飛虎隊」改編為第14航空隊，陳納德任隊長。國民政府在漢中西關成立第14航空站，美國空軍第14航空隊一分隊於4月下旬帶著P-61等戰鬥機、驅逐機和2個憲兵隊駐西關漢中機場。與此同時，不少漢中的官兵擔負了守衛機場的任務。 美國飛行員和漢中百姓的合影。(資料圖)漢中市檔案館供圖 第14航空站有許多「超級武器」。「地獄俯衝者」是當時最新轟炸機之一，載彈在半噸以上，兩翼配有鋼炮，翼部另攜彈半噸，帶有五寸火箭八枚，有電器發動機四葉推進槳，俯衝力強。 中美空軍在漢中或者從漢中起飛，與日本空軍和地面軍隊多次交戰。每當空襲警報拉響時，配備降落傘的美國飛行員飛快地跑向他們的戰機，升空驅趕來犯的日軍飛機。 美國飛行員和漢中百姓的合影。(資料圖)漢中市檔案館供圖 機場外的漢中城，藏著許多暖乎乎的故事。據一些老者回憶，藍眼睛、黃頭髮的美國朋友走在街上，小孩們總追著看新鮮，他們就掏出水果糖，引得一串清脆的笑聲。西關機場的空地上，飛虎隊員們常支起棒球棍，圍觀的孩子跟著叫好。後來城中學校也有了棒球隊，美國教練比劃著姿勢，把陌生的遊戲變成了友誼的密碼。 1945年，漢中城固張騫墓，美國飛行員合影留念。(資料圖)漢中市檔案館供圖 當時，漢中人民傾其所有，支持在漢的美國飛行員。1945年6月20日11時，美國飛行員唐納等三名中尉駕駛一架戰鬥機，飛至漢中市鎮巴縣南長灘寨子上空，因燃料耗盡墜落。事發當天這架飛機夜襲江蘇蘇州擊落5架日機，炸毀日軍四個火車頭。返航中途經鎮巴仁村上空時燃油耗盡，飛行員分別跳傘降落於丁家灣、蛇窩子和餘家河。 仁村中心學校師生和附近群眾發現後，一邊組織人員滿山尋找飛行員，一邊派人到鄉公所、縣政府報信，傍晚找到3名飛行員並連夜將其送至鄉公所處理傷情。由於語言不通，還留下了不少趣事。據記載，當天飛行員想吃雞蛋，無奈大夥不懂英語，受傷較輕的赫爾中尉就只好形象地比划起來。他用手按著鼻子學著下蛋母雞的叫聲，引得在場的人哈哈大笑。 經過中美空軍數次與日激戰後，日本飛機空襲漢中的次數逐漸減少，1945年7月以後，日機再也沒有飛臨漢中。漢中人民與「飛虎隊」相處融洽，彼此結下了深厚的友誼。 如今，警報聲停了，那些「鯊魚嘴戰機」和「飛虎徽記」早已成為漢中的深刻記憶，如江邊的晚風和秦嶺的濃綠一般，鐫刻在了當地人的心中。 速覽部分空戰： 1942年4月30日擊落日軍02轟炸機一架，墜毀在城固縣黃沙鋪鄉陳家寨。燒死日軍4人，駕駛員巖谷中一跳傘後被俘。 1943年4月30日下午，日機12架襲擊漢中，克萊爾·陳納德遂駕機從上方俯衝，在空中與之對戰，擊落日機一架。 1943年4月，陳納德飛行隊兩架戰鬥機與日軍空戰後，返航漢中時誤認西鄉牧馬河為漢江，加之汽油不足，就降落在南河壩沙石灘上，圍觀群眾數千人。次日，運來汽油後才飛回漢中。 1944年夏，飛虎隊自漢中起飛，轟炸日佔區武漢市，空戰時一機負傷，返航中墜毀西鄉上瓦房坪，駕駛員跳傘身亡。 1944年冬，駐漢中的中美空軍與日軍空戰中，一架飛機墜毀于洋縣西南壩，駕駛員跳傘墜落在沙溪鄉，被護送至漢中。 作者：李一璠 張遠 來源：微信公眾號
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