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来自中国科学院遗传与发育生物学研究所(遗传发育所)的消息说，该所高彩霞研究员团队最新研发出一种新型可编程的染色体编辑技术(Programmable Chromosome Engineering，PCE)。该技术在动植物中实现了从千碱基到兆碱基级别DNA的多类型染色体精准操纵，显著提升了真核生物基因组的操纵尺度和能力。
利用大片段DNA精准操纵技术，研究人员不仅能实现多基因叠加编辑，还可通过操控基因组结构变异，为作物性状改良和遗传疾病治疗开辟新路径。同时，该技术有望推动新型育种策略的发展，例如通过操纵遗传连锁、调控重组频率实现育性控制，以及消除连锁累赘，充分释放野生种质资源中优异等位基因的育种潜力。此外，精准染色体编辑技术的突破将加速人工染色体构建，在合成生物学等新兴领域也有重要的应用前景。
论文通讯作者高彩霞研究员介绍说，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18.8 kb超大片段DNA的定点整合、5 kb序列的定向替换、12 Mb的染色体倒位、4 Mb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315 kb精准倒位的抗除草剂水稻种质，展示出其广泛应用前景。
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