中国团队实现基因工程重大突破，新型染色体编辑技术问世
8 月 5 日，据中新网报道，中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究员团队取得一项重大科研成果，成功研发出新型可编程染色体编辑技术(Programmable Chromosome Engineering，PCE)。这一技术能够在动植物中实现从千碱基到兆碱基级别 DNA 的多类型染色体精准操纵，极大地提升了真核生物基因组的操纵尺度和能力，为基因工程领域带来了新的变革。
北京时间 8 月 4 日深夜，相关成果论文在国际知名学术期刊《细胞》(Cell)上线发表。审稿人高度评价该研究，认为其代表了基因工程领域的重大突破，在育种和基因治疗等方面具有巨大的应用潜力。
以 CRISPR 及其衍生技术为代表的编辑系统，虽已广泛应用于特定碱基和短片段 DNA 的精准编辑，但对于大片段 DNA 编辑，现有工具在效率、尺度、精准性及类型多样性等方面存在明显不足。高彩霞团队此次研发的 PCE 技术，成功攻克了这一难题。
研究团队发现位点特异性重组酶(Cre - Lox)系统具有染色体水平 DNA 操纵潜力，但该系统存在 Lox 位点重组反应可逆、Cre 酶工程改造难度高、重组后特异性位点残留等问题。为解决这些问题，团队通过三项关键技术创新，构建了 PCE 与 RePCE 两个可编程染色体编辑系统。一是开发高通量重组位点快速改造平台，创制新型 Lox 变体，让 DNA 片段按预定方向移动。二是借助团队此前开发的 AiCE 技术对 Cre 重组酶进行优化，使其重组效率提升至 3.5 倍。三是打造 “无痕编辑策略” Re - pegRNA，精准消除重组后残留位点。
值得一提的是，高彩霞团队曾在 7 月开发出基于人工智能的通用蛋白质工程方法 AiCE。该方法基于整合了结构与进化约束的通用逆折叠模型，无需训练专属人工智能模型，就能实现蛋白质高效进化模拟和功能设计。团队利用 AiCE 对多种基因编辑工具进行进化优化，显著提升了其效率和精度。而此次 PCE 技术的研发，也得益于 AiCE 技术对 Cre 重组酶的优化。
这两项研究成果将以背靠背形式于 8 月下旬在《细胞》纸质版正式刊出，有望为生命科学领域的发展提供强大助力，在作物性状改良、遗传疾病治疗以及合成生物学等领域发挥重要作用。
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