中國機器人發展領跑全球 創新賦能千行百業
2025-11-14 05:48 6,324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)
重慶8月10日電 題：吉爾吉斯斯坦「Z世代」留在中國：願成人文交流橋梁 記者 鍾旖 「在中國，遇到同鄉很難得。所以當有同胞意向來華學習、生活，我說得最多的是『歡迎、歡迎』。」說著一口流利的中文，26歲的吉爾吉斯斯坦姑娘金淑賢(Molitvina Zlata Andreevna)告訴記者，經過她的引薦，有一位學弟將於9月抵達重慶求學。 「我很自豪，越來越多的家鄉人通過我認識中國、發現重慶、愛上這裡。」近日，已在重慶就業的金淑賢表示，她願努力成為一座交流的橋梁，拉近中亞人民與中國的距離。 金淑賢與中國的緣分可追溯至2015年。彼時，中學畢業的金淑賢想多學習一門外語，其母親看好中國發展前景，建議去當地的孔子學院學中文。 圖為吉爾吉斯斯坦「Z世代」金淑賢在重慶。(受訪者供圖) 對金淑賢而言，這一決定為她打開了一扇新的大門。中文的聲調、漢字對初學者來說極具難度，樂於接受挑戰的金淑賢「不想被打敗」，天天打開課本學拼讀。一年之後，金淑賢克服了基礎關，開始享受說中文的時刻。 學習期間，金淑賢在家鄉參加了「漢語橋」世界大學生中文比賽，以第二名的成績贏得了到中國研學的機會。「這是我第一次到訪中國，對一切都感到新鮮。」最令她印象深刻的是，在昆明的一處公園，主辦方帶領大家親手栽種一棵樹，「我當時許願，一定要來中國讀書，這棵樹就是我夢想的見證」。 中國行引燃了金淑賢的學習動力。2018年，她如願考取雲南大學的漢語言專業，後到四川外國語大學攻讀研究生。「當我重回種下樹的公園，看到銘牌上我的國家、名字仍清晰可見，感動之餘，一顆留華的種子已深深紮根。」 2024年，金淑賢留校成為四川外國語大學俄語學院口譯專業的一名外教。沒有語言交流的障礙，她很快與學生打成一片。「與學生相處，最重要的是溝通，聽取他們的想法。」金淑賢舉例說，學生們不喜歡照本宣科，她就找一些好玩的視頻、遊戲，增強學習興趣；有學生反映課程進度太快，她便留足學習、消化的時間。 圖為金淑賢(右)在重慶酉陽採風拍攝短視頻。(受訪者供圖) 「這些年，我帶著父母遊玩了許多城市，親身體驗了中國的多樣與魅力。」去西安吃肉夾饃、在成都看大熊貓、欣賞夜景圍著熱氣騰騰的火鍋大快朵頤……金淑賢稱，之所以選擇定居重慶，一是它如家鄉一般有山有水，很是親切；二是山城獨具特色，充滿驚喜。 「我一直在思考，如何讓更多中亞人民了解中國、走進重慶。」金淑賢認為，了解一座城市，不能局限於山水風光，還需要關注其悠久歷史、現代化發展。陸續摘得2023「我眼中的中國—多彩民俗」短視頻大賽、第二屆「TALK IN重慶」外語演講大賽的一等獎後，她受到啟發——可以多用短視頻多元展現外國人視角裡的中國。 目前，金淑賢已在海內外多個社交平臺開通帳號，拍攝「外教日記」、分享在華生活。在自我介紹一欄，她寫道：「希望未來有更多的人能因為我的分享，踏上中國這片充滿活力與機遇的土地。」(完)
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