AI在國外研究生教育中的多元應用
2025-11-09 00:48 6,846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)
貴州臺江8月10日電 (記者 瞿宏倫)2025年「村BA」球王爭霸賽(以下簡稱：球王爭霸賽)貴州賽區決賽9日晚在貴州省臺江縣臺盤村打響，威寧產投集團隊以79:76戰勝威寧陽光高級中學隊奪得冠軍。 8月9日晚，威寧產投集團隊(白衣)和威寧陽光高級中學隊在比賽中。 記者 瞿宏倫 攝 球王爭霸賽是一項面向中國非現役職業球員的基層城鄉籃球賽事，由「村BA」發源地——臺盤村發起，旨在通過籃球比賽促進城鄉經濟發展，聯動城鄉互動，推動鄉村振興。 球王爭霸賽以「活力四射·迎『籃』而上」為主題，聯動中國25個賽區，共同探索賽事共享、「村BA+」發展模式，促進各賽事承辦區域農文體旅商融合發展。貴州賽區於2025年3月啟動，設置東、西部兩個分賽區進行選拔，出線的前4名(共8支隊)參加此次決賽。 8月9日晚，決賽前的深山音樂會節目表演。 記者 瞿宏倫 攝 賽前，球迷期待的「村BA」深山音樂會同時上演。美國職業籃球聯賽(NBA)退役名將特雷西·麥克格雷迪(麥迪)也來到現場觀賽並與球迷互動，現場氣氛瞬間被點燃，歡呼聲和掌聲此起彼伏。「這次中國行我最期待的就是『村BA』，這裡的激情和純粹讓我想起了最初的『籃球夢』。」麥迪說。 2022年仲夏，臺盤村農曆「六月六」籃球賽火爆出圈，被人們譽為「村BA」。四年來，「村BA」已成為覆蓋中國超4000支球隊、吸引超500萬線下民眾參與的鄉村籃球賽事，網絡累計瀏覽量突破1000億人次。 8月9日晚，麥迪在和小球員互動。 記者 瞿宏倫 攝 「村BA」也吸引了籃球名將史蒂芬·馬布裡、阿倫·艾弗森，NBA知名球星吉米·巴特勒等前來臺盤村「打卡」。臺盤村村主任岑江龍介紹，這些球星的到來，不僅為「村BA」增添了國際色彩，也讓更多人關注到了這項充滿鄉土氣息的籃球賽事，進一步推動了鄉村籃球文化的發展。 來自湖南的球迷李樺冶說：「我早就聽說過『村BA』，這次專門趕過來，就是感受現場這種熱烈的氛圍。比賽和節目表演都很精彩，球員們都特別拼，每一個球都扣人心弦。這裡充滿了濃濃的鄉土氣息和人情味。」(完)
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