為什麼火車軌道上要鋪碎石子？
2026-01-05 11:58 1,795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。 來自中國科學院遺傳與發育生物學研究所的消息說，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(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4日深夜在國際知名學術期刊《細胞》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。 論文通訊作者高彩霞介紹說，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，但Cre-Lox系統的應用受到3個關鍵問題的制約。 高彩霞指出，在本項研究中，研究團隊構建出系統性技術路徑，逐一突破3項限制，並通過技術的集成優化，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18.8kb超大片段DNA的定點整合、5kb序列的定向替換、12Mb的染色體倒位、4Mb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315kb精準倒位的抗除草劑水稻種質，展示出其廣泛應用前景。(完)
外骨骼機器人助力腿腳不便的老人行走，手功能康復訓練一體機精準引導患者恢復抓握能力，智能養老機器人通過AI語音交互緩解獨居老人的孤獨感……作為北京亦莊萬臺機器人創新應用計劃應用場景系列賽的首場落地賽，7月29日，2025北京智能康養機器人應用大賽在北京經濟技術開發區(北京亦莊)舉行，40支頂尖團隊攜53件創新產品同臺競技，為應對全球老齡化挑戰提供「中國智造」解決方案。 此次大賽聚焦機器人在養老服務中的康復訓練、護理照護、智能陪伴、健康監測、公共服務五大剛需場景，吸引了來自全國各地的40支參賽團隊參與，覆蓋頭部企業、頂尖高校和科研院所等創新主體。大賽匯聚53件智能康養機器人產品，涵蓋硬體製造、軟體開發、養老運營等產業鏈上下遊環節。 值得一提的是，大賽開創性引入「產銷直通車」模式：通過政產學研用多方聯動，進一步促進供需精準對接。具體而言，賽事不僅比拼和檢驗供給端的技術實力、展示創新成果，還邀請需求端參與進來，讓參賽產品通過路演展示、案例分享及合作洽談等方式，連結養老機構、醫療機構、社區老人等用戶，促成採購與合作意向的達成。尤其是，賽事引入來自醫療康復和健康管理服務中心的應用專家評委，以及來自投資機構、融資租賃公司的市場專家評委，助力優質項目加速商業化落地。 大賽還特別邀請了6位社區志願者「測評官」，從用戶視角反饋產品體驗。「我認為機器人養老是未來趨勢，今天看到很多具有專項功能的機器人，比如在助行、手部康復等方面具備一定智能化水平，我期待未來能有綜合類的『保姆機器人』出現。」73歲的「測評官」張大爺說。 獲得本次大賽一等獎的北京大艾機器人有限公司是一家專注於外骨骼機器人研發的企業，此次帶來足底壓力檢測系統、下肢外骨骼機器人等產品參賽，助力老年人更省力地行走。該公司董事長帥梅表示：「參賽有助於我們提升市場認知度與品牌競爭力，促進精準對接和加速落地。」 當前，康養機器人領域正處於探索發展的關鍵階段。北京市出臺《關於加強設計服務推動居家適老化改造和產業發展的實施方案(試行)》，首批9個適老化改造公共樣板間已建成投用。雖然已有不少產品在健康監測、輔助移動、簡單陪伴等基礎場景實現初步應用，但行業整體在複雜環境適應性、精細化照護水平、成本控制等方面仍有提升空間，技術成熟度與市場普及度亟待提高。 「基於這一現狀，北京經開區舉辦此次賽事，旨在以真實養老需求為出發點，挖掘『能用、好用、耐用』的創新產品，推動康養機器人從『實驗室』走向『家庭』、從『概念驗證』邁向『場景落地』。」北京經開區有關負責人表示，此次賽事不僅是競技的舞臺，更是產業生態共建的起點，希望通過以賽促研、以賽促用、以賽促產，助力機器人技術從實驗室走向養老一線，讓創新成果更貼合老人真實需求。 民政部、全國老齡辦發布的《2024年度國家老齡事業發展公報》顯示，截至2024年底，我國60歲及以上老年人口達到3.1億，佔總人口的22%。預測到2035年左右，我國60歲及以上老年人口將突破4億，在總人口中的佔比將超過30%。銀髮族對養老服務的巨大需求，為康養機器人打開了廣闊的市場空間。 據方正證券研究中心數據，近年來智慧機器人在養老領域的滲透率不斷提升，2023年市場規模已達到近250億元，預計未來數年內，養老機器人市場將保持15%的年複合增長率，到2030年，智能養老機器人將實現普遍落地，市場規模達到約660億元。 不過，國家地方共建具身智慧機器人創新中心算法專家紀俊傑表示，從技術角度看，像機器人運行數據、人機互動數據等具身智能的數據無法像大模型那樣從網際網路獲取，必須到養老院等具體場景點對點地人工採集，且需攜帶專業設備完成標準化統計，成本較高。這意味著定製化需求與規模化生產之間可能存在矛盾。 據了解，在智能康養機器人領域，北京亦莊承擔多個國家級重大專項科研任務、牽頭制定多項養老機器人國際、國內標準，培育出情感陪伴、康復輔助等領域的領軍企業，在智能護理、安全監護等細分賽道取得突破，部分產品已在醫療機構開展臨床應用。
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