東西問丨齊國君：人工智慧的全球對話是競爭還是共生？
2025-12-11 22:58 5,647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)
台州8月8日電(胡豐盛)盛夏酷暑，浙江台州仙居縣淡竹鄉的清澈溪水旁，遊客們盡享山間清涼。在他們身邊提供周到服務的，是一群充滿活力的本地年輕人。他們不再遠走他鄉，而是選擇返鄉創業，成為守護和經營這片綠水青山的「青年管家」。這正是淡竹鄉「美麗資源」加速向「美麗經濟」轉化的生動寫照。 峽谷幽深、溪流縱橫的淡竹鄉，森林覆蓋率超90%，水質常年保持I類標準，夏季均溫比城區低5℃至8℃，是名副其實的「天然大空調」，為發展「清涼經濟」提供了得天獨厚的生態本底。然而，這份令人豔羨的「美麗資源」，過去未能充分轉化為富民強鄉的「美麗經濟」。 2025年8月，浙江仙居，蔣燕新開的民宿。胡豐盛 攝 轉機始於青年力量的回歸。 面對家鄉沉睡的優質資源，一批有見識、有闖勁的年輕人率先嗅到商機，紛紛返鄉創業。 淡竹鄉林坑村「歸鄉人」蔣燕是其中的先行者。她憑藉對家鄉山水的深刻理解和創新理念，經營的民宿一炮而紅。「暑期高峰，我們的客房入住率基本都在六成以上。」蔣燕介紹。眼下，林坑村已開出10家民宿，十多位本地青年返鄉創業，沉寂的村莊重現活力與生機。 蓬勃發展的旅遊業為淡竹鄉注入強勁動能。山間步道上的徒步者、溪畔營地的露營者、石頭古村裡的探秘者，共同繪就了一幅熱鬧而有序的鄉村畫卷。「旅遊產業的繁榮直接帶動1000多人實現本地就業，」淡竹鄉宣傳委員孟倩楠說，2024年，該鄉遊客總量突破160萬人次，創歷史新高。「從民宿管家、農家菜館廚師，到嚮導、手工藝品攤主，越來越多的村民吃上了『旅遊飯』。」 青年入鄉帶來的活力，在浙江並非孤例。200多公裡外的安吉縣餘村，同樣上演著精彩故事。餘村村黨支部書記汪玉成介紹，優質的生態環境吸引了大批青年前來發展。為此，村裡在山間溪邊草坪開闢了「大自然工位」，還創設了「餘村夜話」、創業青年分享會等交流平臺。截至目前，已有60多個創業項目、1200多名青年「新鄉人」紮根餘村。 浙江安吉，餘村的「綠水青山就是金山銀山」石碑。安吉縣委宣傳部供圖 青年創意的種子在鄉村生根發芽、遍地開花。安吉縣將招引十萬青年大學生作為戰略目標，建設了覆蓋全域的青創百人樓(園)、青年人才社區等空間，吸引青年入鄉就業創業5萬餘人次，推動落地青創項目800餘個。DNA數字遊民公社、小鹿園營地等新業態應運而生，吸引眾多自由職業者參與；深藍計劃、小杭坑、一片葉子茶飲等一大批網紅打卡地湧現。 夜幕降臨，由余村老舊房屋改造而成的鄉音小酒館傳出悠揚樂聲，成為年輕遊客的社交聚集地。「暑期旺季，小酒館月均營業額能達到3萬至4萬元人民幣。」主理人陳鎮宇說，「小酒館的興旺，核心在於年輕人的集聚效應。」為吸引更多年輕人，他還拓展業務，整合周邊荒廢的林道、古道，打造了10條主題越野路線，組織戶外體育賽事。 青年力量的注入，也結出了實實在在的經濟碩果。2024年，餘村村集體經濟收入達2205萬元。「去年我們召開全村戶主大會，現場向村民現金分紅316萬元。」汪玉成感慨道，「大家真切地感受到了綠水青山帶來的真金白銀。」(完)
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