高彩霞课题组“新方法实现单碱基到超大片段DNA精准操纵”入选2023年度中国科学十大进展

    基因组编辑在生物学和医学领域具有广阔的应用前景。然而，基因组编辑在编辑精度、DNA操控尺度和灵活性等方面仍有较大的限制。中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队联合北京齐禾生科生物科技有限公司赵天萌团队利用人工智能辅助的大规模蛋白结构预测方法对基因组编辑新酶进行发掘。他们建立了基于三级结构的全新蛋白聚类分析方法，鉴定出多个全新脱氨酶家族成员，并开发了一系列适用于多样化应用场景的新型碱基编辑工具，解决了利用单个 AAV进行递送和大豆高效碱基编辑的难题。为突破植物大尺度 DNA精准操纵的瓶颈他们整合优化引导编辑系统与位点特异性重组酶，开发了植物大片段DNA精准定点插入技术PrimeRoot,可实现对10Kb以上大片段DNA的高效定点整合。此外他们通过对基因上游开放阅读框的从头设计与理性改造，开发了精细下调靶蛋白表达的全新技术体系,并创制了产量相关性状呈梯度变化的系列水稻新种质为作物性状精细改良提供了新方法。以上研究通过开展基因组编辑元件挖掘方法和技术体系创新，实现了对基因组的精准操纵，为作物改良和基因治疗提供了重要支撑。