如何讓AI「識破」AI？這項研究給出答案
2025-12-31 03:45 8,634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)
數月前，李先生(化姓)不慎遭遇左耳外傷，當即出現耳痛、耳鳴症狀，聽力也有所下降，被診斷為「左耳外傷性鼓膜穿孔」。遵醫囑進行保守治療後，穿孔未能自行癒合，左耳聽力持續下降，日常生活只能依賴右耳，交流十分困難。近期，李先生慕名來到東南大學附屬中大醫院，找到耳鼻咽喉頭頸外科主任陸玲教授就診，並在中大醫院接受了左側鼓膜修補術(鼓室成形術I型)，手術順利，術後複查顯示鼓膜癒合良好。左耳聽力顯著改善，他終於擺脫了單耳聽聲的困境，生活質量大幅提升。 其實，外傷性鼓膜穿孔並非小事，當保守治療無效時，及時進行鼓膜修補手術是恢復聽力和保護中耳健康的關鍵。中大醫院耳鼻咽喉頭頸外科陳慧君醫師介紹，我們的鼓膜是一片僅有0.1毫米厚的橢圓形薄膜，它分隔著外耳道和中耳腔，不僅是聲音傳導的重要一環，更是守護中耳免受細菌、異物入侵的「天然屏障」。 那麼，外傷性鼓膜穿孔是如何發生的呢？它分為直接損傷和間接損傷兩種情況。直接損傷包括挖耳不當，比如使用棉籤、發卡、挖耳勺等工具挖耳過深或用力過猛；異物入耳，像尖銳物體如火柴棍、筆尖意外插入；還有掌摑或爆震，比如用力扇耳光、爆炸衝擊波、煙花爆竹近距離爆炸產生的巨大氣壓衝擊。間接損傷則有顱腦外傷，即顳骨骨折可能波及鼓膜；以及氣壓傷，如潛水下潛過快未能及時平衡中耳壓力、飛機急速下降時劇烈耳痛後都可能導致穿孔。 陳慧君醫師表示，當鼓膜穿孔時，身體會發出一些信號。比如突發耳痛，受傷瞬間常有劇烈耳痛，之後可能減輕；耳道會有出血或滲液，穿孔瞬間可能有少量鮮血或血性液體從耳道流出；聽力會下降，感覺患耳聽聲音模糊、發悶，像隔了一層東西，且聽力下降程度與穿孔大小、位置有關；還會出現耳鳴，耳內有嗡嗡聲、嘶嘶聲或其他異常聲響等。 陸玲教授指出，如果發生鼓膜穿孔，要避免用力動作，如打噴嚏、咳嗽時儘量張口，減輕耳內壓力變化。發生鼓膜穿孔，建議立即前往正規醫院耳鼻咽喉頭頸外科就診，醫生會通過耳鏡等檢查明確穿孔情況，判斷有無合併感染、聽骨鏈損傷等，並給出專業處理意見。 通訊員 王倩 程守勤 揚子晚報/紫牛新聞記者 萬惠娟
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