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2025-11-01 13:04 2,674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)
北京8月9日電 (記者 陳杭)天工2.0搭載全球首個通用具身智能平臺「慧思開物」從「最能跑」邁向「最好用」，全球首個端到端全身控制模型「星海圖G-0」首發亮相，新一代ROPA骨科智能手術機器人全球首發……8日至12日，2025世界機器人大會在北京經濟技術開發區(北京亦莊)舉辦。 作為世界機器人大會永久會址，北京亦莊近20家企業、10餘款首發首創產品或解決方案亮相2025世界機器人博覽會。目前，北京亦莊已聚集機器人和智能製造生態企業300餘家，基本形成覆蓋核心零部件、整機到應用場景的具身產業鏈體系。 8月8日，2025世界機器人大會開幕式在北京經濟技術開發區北人亦創國際會展中心舉行。本屆大會以「讓機器人更智慧 讓具身體更智能」為主題，包括開幕式、閉幕式、論壇等。同期舉辦世界機器人博覽會、世界機器人大賽等活動。圖為與會嘉賓與機器人主持人合影。 記者 王紫儒 攝 「開工！」在全球首個通用具身智能平臺「慧思開物」的調度下，天軼2.0開始為展區通電並進行電力巡檢，旁邊的天工2.0完成流水線工業零部件分揀，燈泡質檢區的機械臂自動識別燈泡的好壞，另一側負責搬運的天工2.0穿梭於兩個不同區域轉運物料，並幫助執行物品封裝任務的機械臂將封裝好的物品送給觀眾……在北京人形機器人創新中心(國地共建具身智慧機器人創新中心，以下簡稱「北京人形」)展區，具身智慧機器人工業場景多本體、多任務協同工作演示正在進行。 北京人形CTO唐劍表示，這套可規模化落地的工業場景多本體、多任務協同工作能力，實現了異構機器人群組在無人工幹預下的跨場景無縫協作與任務接力，打破了傳統工業自動化「一機一崗、固定工序」的剛性壁壘，生動演繹了從單體智能向真正群體智能的應用演進。 「我們帶來全系列產品，以及首發的真端到端+真全身操控VLA模型。」星海圖(北京)人工智慧科技有限公司(以下簡稱「星海圖」)首席科學家趙行表示。在星海圖展區，人們戴上VR設備或手握同構遙操作硬體，就能成為仿人形通用機器人——星海圖R1 Pro的「最佳拍檔」，遙控它完成抓娃娃、桌面收納等任務。在展區的家庭場景中，自如移動的星海圖R1 Lite機器人吸引圍觀，人們只需說一句「請收拾一下床鋪」，R1 Lite就能在任意打亂的臥室中精準進行動作規劃並完成指令。 「在此次博覽會上，我們將全球首發新一代ROPA骨科智能手術機器人。」北京長木谷醫療科技股份有限公司(以下簡稱「長木谷」)董事長張逸凌表示。該產品是由數智「腦、眼、手」三部分構成的高端創新醫療設備，是全球首款搭載人工智慧系統的新一代ROPA骨科智能手術機器人，不僅能通過AI技術將術前規劃周期從數周壓縮至分鐘級，還能實時模擬骨骼運動狀態，結合亞毫米級導航定位與多模態感知機械臂，實現對髖膝假體植入位置及角度的精準控制，降低遠期併發症風險。 當具身智慧機器人落地康養場景，將為生活帶來哪些改善？智慧康養展區集中呈現「康養出行+康養家居」的多元協同方案，外骨骼機器人、智能輔行機器人、家庭服務機器人、導盲六足機器人、AI理療機器人等多款產品，覆蓋家庭、社區、醫院、公共空間等典型場景。 北京經開區有關負責人表示，北京亦莊此前舉行了2025北京智能康養機器人應用大賽，參賽的部分優秀產品也在智慧康養展區展出，這種賽會聯動不僅是技術秀場，更助推智能康養機器人從技術創新邁向應用落地。(完)
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