中国科学院研究团队推出新型可编程染色体技术，助力精准DNA操控

8月5日，中国科学院遗传与发育生物学研究所的高彩霞研究员团队发布了一项革命性成果——一种新型的可编程染色体编辑技术（Programmable Chromosome Engineering，PCE）。该技术近日在国际著名学术期刊《细胞》（Cell）上正式发表，这标志着在基因编辑领域迈出了重要的一步。

技术背景与重要性

随着基因编辑技术的发展，科学家们对DNA的操控能力有了显著提升。传统的基因编辑方法如CRISPR/Cas9主要用于单个或小片段基因的修改，面对较大碱基对的精准编辑时，往往会遇到诸多困难。而此次高彩霞团队所推出的可编程染色体编辑技术，不仅能够在动植物中实现从千碱基到兆碱基量级的DNA精准操控，更重要的是，它在操控的精度与效率上都有了革命性的提升。

这项技术的实现，是基于对染色体结构和功能的深入理解，通过设计特定的编辑工具和合成生物学方法，使得科学家可以对整个染色体进行细致的操作，从而实现对基因表达和功能的精准调控。这对于生物医学研究、农作物育种、合成生物学等领域具有广泛的应用前景。

研究成果

高彩霞团队在研究中详细展示了PCE技术的各种应用场景和优势。他们展示了如何通过这一技术，实现对不同类型的染色体进行多种形式的精准操控。这种技术的灵活性和精准性，使得大规模的基因编辑不再是过去技术所面临的难题。而且，这项技术的应用不仅限于耕作植物，还可以扩展至动物基因组的编辑，为动物育种和畜牧业的发展带来了新的可能性。

审稿人在评价该研究成果时指出：“这项研究突破了传统技术的限制，为精准基因编辑开辟了新的可能性。它不仅在科学上具有重要意义，也可能在农业、医学和生物技术等方面发挥深远的影响。”

人工智能的助力

值得一提的是，高彩霞团队在七月份还开发了一种基于人工智能的通用蛋白质工程方法，称为AiCE（Artificial Intelligence for Computational Engineering）。这一新方法的推出，为基因编辑提供了另一个强大的技术工具。AiCE模型通过整合结构和进化约束的通用逆折叠模型，能够高效模拟蛋白质的进化过程，为科学家在设计新型蛋白质和改进现有蛋白质功能提供了便利。

该团队利用AiCE对多种基因编辑工具进行进化优化，成功提升了其效率和精度，同时降低了原本复杂的实验过程。科学家们期待通过这两项技术的结合，能够实现更加精准的基因编辑，以满足日益增长的生物医学研究与应用需求。

应用前景

中国科学院的这两项研究成果预计将在8月下旬以背靠背的形式，在《细胞》纸质版正式刊出。业界人士普遍看好这项新技术的未来发展潜力，其应用领域不仅将包括基础生物学研究、临床医学，还将在农业基因育种、转基因生物的安全性评估等方面发挥作用。

尤其在当前全球面临气候变化、食品安全与健康问题的背景下，这些技术的出现将为科学家们提供新的思路和方法，帮助应对这些挑战。

中国科学院高彩霞研究员团队的可编程染色体编辑技术不仅为基因编辑领域带来了新的生机，也为科学界提供了探索生命奥秘的全新工具。随着该技术的进一步发展与应用，可以预见，它将在推动生物科技进步、提升人类生活质量方面发挥越来越重要的作用。