本项研究PCE系统的开发和精准染色体编辑示意图。(中国科学院遗传发育所 供图)

　　这项攻克大片段DNA精准编辑的重要成果论文，北京时间4日深夜在国际知名学术期刊《细胞》上线发表。审稿人评价认为，中国团队发表的研究工作，代表了基因工程领域的重大突破，在育种和基因治疗方面具有巨大的应用潜力。

　　论文通讯作者高彩霞介绍说，以基因编辑工具CRISPR及其衍生技术为代表的编辑系统，通过可编程的向导RNA(核糖核酸)引导Cas9等核酸酶靶向基因组特定位点，已广泛应用于特定碱基和短片段DNA的精准编辑。但针对大片段DNA编辑，现有工具在编辑效率、尺度、精准性及类型多样性等方面仍存在明显不足。

　　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，其原理是在基因组中引入Lox序列后，由Cre重组酶介导Lox位点之间的DNA重组来实现全基因组范围内的遗传操纵，但Cre-Lox系统的应用受到3个关键问题的制约。

　　高彩霞指出，在本项研究中，研究团队构建出系统性技术路径，逐一突破3项限制，并通过技术的集成优化，成功构建PCE与RePCE两个可编程染色体编辑系统，可对不同Lox位点的插入位置和方向进行灵活编程，实现碱基从千比特(kb)到兆比特(Mb)尺度的大片段DNA精准无痕操纵。

　　研究团队表示，他们在动植物细胞中，利用新研发的系统已成功实现18.8kb超大片段DNA的定点整合、5kb序列的定向替换、12Mb的染色体倒位、4Mb的染色体删除及整条染色体的易位。他们还利用新型大片段DNA精准操纵技术，成功创制含315kb精准倒位的抗除草剂水稻种质，展示出其广泛应用前景。(完)

【编辑:田博群】

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