守護黑土地的勃勃生機
2025-10-24 13:14 3,157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 呂少威)2025世界人形機器人運動會組委會(下稱「組委會」)8日在國家速滑館「冰絲帶」召開發布會暨運動會倒計時1周啟動儀式。記者在會上獲悉，來自全球五大洲16個國家的280支隊伍、500餘臺人形機器人將在運動會上展開26個賽項的競技對決，其中全程由AI算法自主控制、無需任何人工操作的全球首創5V5陣型足球對抗賽將在運動會上上演。 這場匯聚全球頂尖科技力量的人形機器人盛會將於8月14日至17日在「冰絲帶」舉行。 8月8日，2025世界人形機器人運動會組委會在國家速滑館「冰絲帶」舉行發布會暨運動會倒計時1周啟動儀式。記者 韓海丹 攝 賽事籌備就緒，全球首創人形機器人賽訓基地 作為本次運動會的重要成果之一，「北京人形機器人賽訓基地」即日起正式在國家速滑館掛牌。賽訓基地是本屆賽事的重要組成部分，賽事組委會認真研究國家速滑館空間布局，打造集賽隊訓練、產品測試、數據採集、技術驗證和公眾科普為一體的賽訓基地，增強對全球人形機器人創新資源的「磁吸力」，為2025世界人形機器人運動會成功召開提供有力保障。 組委會常務副主任、北京國資公司總經理郭永昊代表組委會進行授牌，希望「冰絲帶」秉承「科技+自然+生活」的特性，充分發揮賽訓基地功能，搭建起投資人、科技企業、科技達人的交流互動平臺，科技成果的展示平臺，青少年的科技體驗平臺，不斷激發科技創新活力，持續推動機器人產業的發展，促進機器人與人類生活的深度融合。 全球首個人形機器人足球賽專業場館「熊貓眼」賽訓基地坐落於「冰絲帶」西廣場下沉庭院，其獨特的測地線穹頂設計(高12米、直徑32米)覆蓋先進ETFE膜材，在「冰絲帶」形成醒目的科技新地標。郭永昊介紹，該建築彰顯了綠色發展理念，憑藉半透明特性可精準調控溫溼度與潔淨度，既能為機器人營造「實驗室級別」的穩定競技環境，又能讓陽光、月光與星光自然灑落——這種「精密控制」與「自然穿透」的平衡，正是科技文明的精彩展現。 位於「冰絲帶」西南側的ROBOLAND機器人營地，則以「人機共融」為核心理念設計。未來，這裡有望成為人形機器人產業的聚集區，促進國內外機器人領域合作交流，助力機器人產業的持續發展。 8月8日，2025世界人形機器人運動會組委會在國家速滑館「冰絲帶」舉行發布會暨運動會倒計時1周啟動儀式。記者 韓海丹 攝 陣容揭曉賽程明確，全球500餘臺機器人同臺競技 組委會常務副主任、北京市經濟和信息化局局長姜廣智介紹，本次賽事參賽規模創紀錄，經審核，最終確定280支隊伍參賽，涵蓋192支高校賽隊及88支企業賽隊。高校賽隊包含清華大學、北京大學、上海交通大學、武漢大學、華中科技大學、山東大學、湖南大學、北京科技大學、北京信息科技大學，還有北京人大附中、北京十一學校、中央民族大學附中等3支中學隊伍參與其中，為運動會帶來了朝氣蓬勃的青春力量。企業賽隊包含天工、宇樹科技、加速進化、松延動力、傅利葉、星海圖等，覆蓋了國內頭部人形機器人整機企業。國際隊伍來自美國、德國、澳大利亞、巴西、日本等15個國家。2025世界人形機器人運動會整體參賽陣容強大，涵蓋127個品牌，匯聚500餘臺人形機器人。 487場競技，亮點紛呈，百米「飛人」大戰吸引90支隊伍角逐；全球首個人形機器人半程馬拉松比賽的前六名將同臺亮相。此外，特別值得關注的是，在自由搏擊賽項中，還有2支由奧運會柔道冠軍楊秀麗、400米遊泳亞軍張琳、花樣遊泳亞軍常思、跆拳道季軍劉哮波、女排季軍薛明、拳擊運動員李洋等6位奧運健兒組成的俱樂部隊伍參賽，為運動會帶來奧運力量。 作為賽事重要預演，「RCAP亞太機器人世界盃北京大師賽」將率先開賽。RoboCup機器人世界盃國際聯合會副主席、RCAP主席周長久在會上揭曉14個國家的18支國際頂尖隊伍名單，並強調該賽事將舉辦全球首場全自主5V5全尺寸人形機器人足球賽——10臺機器人無人工幹預下同場對抗，標誌著人形機器人群體智能與協同決策技術的重大突破。 組委會常務副主任、北京市體育局局長於慶豐在發布會上詳細公布了本屆世界人形機器人運動會的賽程安排。他介紹，這場匯聚全球科技力量的盛會將在國家速滑館「冰絲帶」集中上演，賽事周期為8月15日至17日，共計3天。為確保賽事緊湊有序且便於觀眾參與，每日賽程分為上、下午兩個競賽單元，每個單元時長約3小時，既保障了各賽項的充分展示，也為參賽隊伍預留了調試準備與交流互動的時間，同時為全球觀眾和科技愛好者提供了豐富的觀賽選擇，確保大家能全方位感受人形機器人在速度、力量、協作等多維度的技術突破。 多方攜手，共築科技新徵程 當天，組委會為全球合作夥伴、戰略合作夥伴、官方合作夥伴、官方贊助商及官方供應商共24家支持單位代表集中授牌，感謝各方對這一國際頂級科技賽事的鼎力支持，彰顯了社會各界對科技與體育融合發展的高度認同。 北京國資公司、北京首鋼基金公司、中國聯通，以全局視野助力賽事籌備與全球影響力構建，為賽事提供核心資源支持。中國工商銀行作為戰略合作夥伴，將發揮金融領域優勢，為賽事運營與科技成果轉化提供專業支撐。中國人保北京市分公司、美團、新京報、微博、嗶哩嗶哩、抖音精選組成官方合作夥伴陣營，覆蓋保險、數字科技、新媒體傳播等領域，為賽事保障與全球傳播注入多元動能。北京未來科學城公司、易方達、科大訊飛股份有限公司、利亞德集團、Hofo北京天和豐空間設計作為官方贊助商，在產業協同、技術支持、場地保障等方面提供精準助力，夯實賽事運行基礎。北辰集團、三元食品、順鑫控股、慧之安、孫世前·機甲工作室、三木國際、北京智源人工智慧研究院、北京一點四刻公司組成官方供應商團隊，從商業服務、食品保障、信息技術、文化創意等多維度提供細緻保障，確保賽事順暢推進。 各合作單位代表表示，將以此次合作為契機，深度融入賽事籌備與舉辦全過程，攜手組委會推動科技體育產業創新發展，共同書寫人機共融的科技新篇。8月14日，「冰絲帶」將見證這場由算法、機械與智能交織的科技盛宴。組委會期待通過此次賽事，展現人類智慧向未來探索的集體力量，為全球科技發展注入新動能。(完)
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