專家：人工智慧與生態系統遙感交叉融合已成為必然趨勢
2025-11-01 10:10 5,548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)
當地時間8月7日，美國新一輪關稅政策正式落地。從高達100%的半導體進口關稅，到對多個發展中國家商品實施「對等關稅」，川普政府宣告「貿易戰勝利在望」。然而，就在華盛頓慶祝「關稅大限」如期執行之際，市場與政策觀察人士卻更關注接下來的另一個問題——美國準備好面對關稅帶來的全面挑戰了嗎？ 制度合法性懸而未決 司法阻力或將加劇政策不確定性 儘管川普以國家安全和貿易逆差為由，動用《貿易擴張法》(Trade Expansion Act)和《國際緊急經濟權力法》(International Emergency Economic Powers Act，簡稱 IEEPA)來推動關稅落地，但已有多個行業協會、貿易組織以及州檢察長發起法律挑戰，指控政策缺乏國會授權、程序草率，而且違憲。 聯邦法院已受理數起案件，其中至少兩起聚焦於關稅授權是否構成「行政權力濫用」。一旦最高法院介入，川普的關稅體系或遭遇根本性衝擊，政策穩定性與國際信用將同步受損。 通脹壓力與民眾生活成本的拉鋸戰仍在持續 最新數據顯示，2025年6月，美國「核心通脹率」同比上升至3.2%，這意味著除去食品和能源價格後，其餘商品與服務的價格整體比去年同期上漲了3.2%。其中，服裝、電子產品以及家具類消費品漲幅尤為明顯。 受關稅影響，低收入家庭首先面臨「價格擠壓」，多個零售商報告稱，消費者正轉向「分量更小」的「低價套餐」，以「削減非必要支出」。 同時，許多生活必需品的價格也開始持續上漲。原先因為供應鏈改善而趨於平穩的物價，如今因進口成本上升再次承壓，形成了更難逆轉的漲價趨勢。 此外，儘管川普承諾將通過調控國際藥價、提供國內能源補貼等措施來抵銷關稅帶來的副作用，但這些政策的成效尚不明確。 貿易夥伴報復與談判博弈的連鎖風險開始顯現 據路透社披露，目前至少有7個美國主要貿易夥伴(包括印度、巴西、墨西哥和歐盟)正在研究應對措施。其中，印度已在世貿組織提交抗議備忘錄，並警告不排除徵收對等農產品關稅。 更嚴峻的是，川普此輪關稅覆蓋面廣、政治意味強，撕裂了過去多年建立的多邊合作秩序，令美國在關鍵領域的協調空間日益收窄。 以半導體、醫藥與綠色能源為例，美國在強化本土技術安全管控的同時，仍需依賴韓國、日本和歐洲在製造環節提供產能與替代方案。然而，隨著這些國家本國企業利益受損、出口市場受限，原本的戰略協作關係也開始出現明顯裂痕，一些傳統盟友對美國政策正表現出前所未有的猶豫與抗拒。 「財政紅利」背後的產業空心化困境 川普多次強調，關稅每年可為美國財政帶來「3000億以上」收入，足以支持減稅與基建。但實際數據表明，這一「紅利」其實是建立在對民眾與企業加徵成本的基礎上。 與此同時，美國本土製造業目前仍未建立起足夠充分的替代能力，即使臺積電、三星等企業在美建廠，其產業鏈上遊設備、下遊封裝測試等也依舊嚴重依賴亞洲。 其他諸如汽車零部件、太陽能組件、基礎藥物等多個領域的供應，也存在著不可轉移的依賴性。此外，本土化製造的推行，毫無疑問需要數年時間、數千億的美元投入，短期內很難填補進口空缺。同時，關稅反而可能加速企業將總部與利潤外移，進一步空心化國內產業結構。 靴子落地後，更複雜的戰役才剛開始 顯然，8月7日之後，美國貿易政策將進入到一個高度不確定的階段。 表面看，川普政府暫時贏得了「戰術勝利」，然而，這場勝利是否會以更高的制度成本、全球信任損耗以及民眾壓力為代價，正成為擺在美國政府和社會面前最嚴峻的戰略命題。 正如一位華爾街資深分析師所言：「貿易戰的代價不是反映在生效那天，而是會在未來五年逐漸浮出。」(央視新聞客戶端 央視記者 武衛紅)
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