「上合組織國家優秀影視作品展映周」在青島開幕
2025-10-22 19:24 1,649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)
福州8月5日電 題：全球首創無人機雜技節目福州首演：人機「角色共演」破界而來 作者 葉秋雲 4日晚，2025福建省雜技團國際魔術交流活動開幕演出在福州舉行，來自西班牙、阿根廷等國家的魔術大師與福建省雜技團的魔術師聯袂獻藝，吸引眾多觀眾到場觀賞。 當晚，全球首創無人機雜技節目《AI覺醒·智能之門》公開首演，成為最大亮點。該節目突破傳統雜技邊界，將古老藝術與新興科技深度融合。 圖為無人機雜技節目《AI覺醒·智能之門》首演現場。葉秋雲 攝 「所有無人機的飛行參數與軌跡設計，既要緊扣演員的技巧呈現，又要服務於節目的敘事邏輯。」福建省雜技團團長張大宏介紹道，《AI覺醒·智能之門》的單人穿越環節，無人機移動速度需精準匹配演員騰躍節奏；雙人配合時，間距必須嚴格控制在肢體舒展的安全範圍內；多人拋接場景裡，懸停位置需穩定如一。「稍有偏差，就可能導致失誤。」 不同於近年舞臺上常見的自動化裝置或編隊飛行等「視覺化」技術應用，《AI覺醒·智能之門》中的無人機由專業操控員實時控制，其飛行路徑、速度與節奏需根據演員的即時動作動態調整。這使得無人機不僅具備高度參與性和情緒表達力，更首次以「角色」身份登上雜技舞臺，成為表演的有機組成部分。 節目創意人黃國慶認為，作為跨界實驗的首創，《AI覺醒·智能之門》為雜技藝術提供了兩種關鍵啟示：一是科技道具的引入絕非簡單的視覺疊加，而需挖掘技術與身體語言的敘事共性；二是無人機等智能設備的「不可預測性」，恰恰能激發雜技的即興魅力，形成「程式化表演」與「動態應變」的新型平衡。 圖為無人機配合多人拋接，雜技演員完成空中穿越。 蘇偉佳 攝 《AI覺醒·智能之門》的中段「對抗」場景尤為精彩。無人機軌跡突然紊亂，時而加速衝刺，時而驟停懸滯，演員隨即切換狀態，應對「失控」情境，展開一場肉身與技術意志的激烈「對峙」，生動呈現人與智能設備的較量。 該節目編導樓丹坦言，傳統雜技靠練熟固定路線，但無人機的不確定性極強。因此，演員需建立對飛行節奏的肌肉記憶，操控員則要實時判斷演員狀態，雙方全程緊密配合，任何環節都不容有失。 《AI覺醒·智能之門》並非簡單將無人機「嵌入」表演，而是通過其動態能力重構了雜技語彙。為支撐這種「人機共演」的複雜體系，福建省雜技團搭建了前後臺一體化的舞臺協同機制，無人機操作員、演員、燈光師、音響師等共同組成「多維交互網絡」。 張大宏表示，無人機的運用不能浮於表面，必須與雜技本體深度融合，成為舞臺敘事的有機構成。「我們希望觀眾看到的不是技術炫技，而是未來人與技術如何共存的藝術表達。」(完)
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