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2025-12-29 16:36 7,728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。 來自中國科學院遺傳與發育生物學研究所的消息說，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(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4日深夜在國際知名學術期刊《細胞》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。 論文通訊作者高彩霞介紹說，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，但Cre-Lox系統的應用受到3個關鍵問題的制約。 高彩霞指出，在本項研究中，研究團隊構建出系統性技術路徑，逐一突破3項限制，並通過技術的集成優化，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18.8kb超大片段DNA的定點整合、5kb序列的定向替換、12Mb的染色體倒位、4Mb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315kb精準倒位的抗除草劑水稻種質，展示出其廣泛應用前景。(完)
北京8月8日電 (記者 孫自法)2025世界機器人大會8月8日在北京開幕。記者當天從中國科學院自動化研究所獲悉，該所研發的Q系列人形機器人、農業機器人、智能靈巧手、具身智慧機器人等在大會期間亮相展示，其中，差異化定位的4款智能靈巧手、3款面向真實場景的具身智慧機器人頗受關注。 中科矽紀參展2025世界機器人大會海報。中科矽紀 供圖 這4款智能靈巧手當中，類人自由度靈巧手主要面向高端科研和技術驗證需求，憑藉21個驅動控制25個自由度的設計，實現堪比人手的靈活度。12×8陣列指尖觸覺傳感器和5公斤負載能力的配置，使其能輕鬆完成穿針引線、調製咖啡等精細操作。 通用智能靈巧手提供兩種配置選擇，能夠滿足更多的需求場景：L1版本採用7驅動15關節設計，實現15公斤負載；L2版本12驅動12關節，負載提升至20公斤。 高速自適應靈巧手的快速響應設計，讓它在高節拍的生產線上遊刃有餘，其亮點在於最大720度/秒的超高手指關節速度確保作業效率，獨特的機械自適應結構無需複雜傳感器就能自動調節抓取力度。 三指靈巧手則採用4個主動自由度配合被動自適應結構，5公斤負載能力，手指關節速度超過180度/秒，成本則控制在極具競爭力的水平。 此次參展的具身智慧機器人分別以「無際」「無畏」「無憂」命名。 「無際」具身智慧機器人專注於工業場景的多樣化需求。能完成從地面到兩米高度的全範圍作業，既可俯身抓取地面的各種物品，又可升至高處完成空中任務；頭部和腰部的俯仰功能配合系列靈巧手，讓它能夠自主操縱各種工具，在各種工業場景中完成高速抓取、零部件搬運及裝配等複雜任務；全身49個自由度的配置和4套相機的360度全方位感知能力，確保它在複雜工業環境中的工作能力和適應能力。 「無畏」具身智慧機器人則是為極端環境而生，應用於排爆、生化核危險物處置等高風險場景，成為生命的守護者。可選配的多種運動單元(標準履帶、雙擺臂履帶、四足、無人機等)，讓它能夠適應各種複雜地形；自主智能操作或人機遙操作雙控制模式供選擇，在保證任務完成的同時最大程度確保操作人員安全性。 「無憂」具身智慧機器人瞄準公共服務、家庭服務、養老助老等民生場景。相比工業應用，其服務場景對機器人的安全性、友好性有更高要求，因此在設計上充分考慮到人機互動的舒適性和安全性。 中科矽紀研發的智能靈巧手、具身智慧機器人等產品。中科矽紀 供圖 據了解，參展2025世界機器人大會的多款智能靈巧手、具身智慧機器人，由中國科學院自動化研究所孵化的科創企業中科矽紀研發，這支源於該所多模態人工智慧系統全國重點實驗室的團隊，已建立最全的靈巧手具身智能算法體系，通過深度學習算法讓靈巧手擁有自主感知、理解和決策能力，能夠像人一樣根據工具形狀、類別及使用目的來選擇抓取方式。這種軟硬協同的創新模式，讓機器人真正實現從「能用」工具到「會用」工具的跨越。 研發團隊表示，智能靈巧手是核心部件，具身智慧機器人整機則是面向實際應用的完整解決方案，中科矽紀正在構建一個完整的具身智能生態。(完)
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