「AI超級員工」有望大規模普及
2026-03-12 20:38 4,842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)
為著力推動「雙業紅」高質量運轉、「三駕馬車」高效能協同、「物業服務」高品質提升、用實幹實績贏得群眾滿意度提升，長壽路街道以紅色引領賦能物業治理。走進長壽新村小區，新近落成的「紅色文化牆」，成為居民家門口的「紅色課堂」。在這裡，黨建引領機制正在生根發芽，茁壯成長，樓組骨幹、老黨員、群眾代表、「第二梯隊」持續為社區治理「三駕馬車」保駕護航。黨員先鋒，「活化」紅色基因長壽第四居民區由8個自然小區構成，包含4個混合型小區和4個商品房小區，有16幢高層、7幢多層，2448戶居民，小區情況不一，但共性問題是均為老舊小區，且老舊電梯關人、停運以及管道漏水等問題頻發。其中的長壽新村前身為上海市大型棚戶區之一——藥水弄，也是中國近代民族工業、中國工人運動的重要發祥地之一，是一片紅色文化的沃土。老黨員們作為「社區文化達人」，時常在小區內開展以紅色文化為主題的社區講座，發揮黨員的先鋒帶頭作用，秦來來更是其中的代表。「中國共產黨早期在小沙渡地區創辦了第一所工人學校，五卅運動的導火索也在這裡點燃，紅色基因在這片土地上代代相傳。在新時代該怎麼更好地將這些精神、信念繼續傳承下去呢？讓它們從歷史『走』進社區、從教科書『走』進居民生活，我想是個不錯的方式。」秦來來向長四居民區黨總支提出了「打造紅色文化牆」的想法，依託居民區黨總支黨建引領，「三駕馬車」共商共建，物業公司第一時間聯繫專業設計團隊進行展板設計、創作，業主代表會議問詢、收集居民意見，業委會協助物業公司篩選設計團隊、優化調整設計方案，最終紅色文化牆順利落成。黨建引領，「強化」質價提升黨建引領穿針引線，將黨員、樓組長、居民代表、社區達人等力量緊緊編織在一起，形成 「眾人拾柴火焰高」 的生動局面。質價雙提升是近期居民區工作的重中之重，澳門公寓小區共有居民217戶，物業費常年收繳率達到90%以上。物業費調價過程中，「三駕馬車」同心協力，多次召開支部會議、業主代表溝通會，以「紅色議事廳」打通任督二脈。社區達人、樓組骨幹更是發動「榜樣的力量」。「樓道整體清潔度不夠，能否提升保潔頻次？」這是在意見徵詢階段居民最為關心的問題。「馬上就辦！」居民區的回應擲地有聲。居民區吹哨後，物業進場測算，綜合衡量物業費收入和保潔費用，增加了保潔頻次。業委會則根據「一規兩約」，制定明確的服務規範。讓居民區幹部們驚訝的是，隨著物業費從1.6元/平米調到2元/平米，居民群眾的滿意度也隨之提高了。紅色文化成為凝聚社區共識的精神紐帶，更是促進了「三駕馬車」的良性互動。情理交融，「內化」社區和諧過去家長裡短的 「小疙瘩」，若無人及時調解，便可能淤積成影響和諧的 「大梗阻」。如今，黨員帶頭搭建的 「連心橋」 遍布社區，讓以往的難題迎刃而解。為解決老舊小區停車難，業委會帶隊考察周邊小區，30多次修改停車管理規約；物業嚴格執行三證齊全、手寫登記避免篡改等細節要求；居委會積極做好居民解釋工作，並配合地下空間改建工作。榮聯公寓老舊電梯更新項目持續期間，業委會排摸換梯需求，業委會帶領居民代表現場多次實地考察備選電梯公司，居委會、業委會、物業、居民代表齊協商，最終確定了換梯方案。因小區維修基金已達紅線，更換電梯的資金只能通過續籌維修基金的方式解決，續籌期間居委會、業委會、黨員骨幹、樓組長等做了大量工作，資金缺口仍舊達到30萬元。為及時解決因電梯經常故障、老年居民出行困難的局面，在關鍵時刻物業上場同意先行墊資，解決了電梯停工或分批修繕可能引發的矛盾。
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