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很强！中科院遗传发育所高彩霞发表今年第四篇顶刊Cell文章$ N! S# J6 D! `3 D" X, o2 K0 Y
科技大满贯 2025年09月30日 10:18
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高彩霞又又又发Cell了。9月29日晚，中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞与清华大学刘俊杰、中国科学院动物研究所张勇合作，作为共同通讯作者在顶刊Cell上发表报道了功能性RNA分裂驱动了V型CRISPR-Cas系统从转座子中的演化起源。
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& w+ z! T. j3 E1 n R1 A+ ?转座子编码的TnpB核酸酶通过多次独立的“驯化”事件，衍生出了V型CRISPR-Cas12效应蛋白。这些系统利用不同的RNA分子作为DNA靶向的向导：转座子来源的右端RNA（reRNA）用于TnpB，而CRISPR RNA则用于V型CRISPR-Cas系统。然而，连接转座子活性与CRISPR免疫的分子机制仍不明确。该研究鉴定了源自不同IS605或IS607-TnpB谱系的转座子-CRISPR的中间体（TranCs）。TranCs既能利用CRISPR RNA，也能利用reRNA来指导DNA切割。来自Lawsonibacter属细菌的LaTranC的冷冻电子显微镜结构与ISDra2 TnpB复合物极为相似；然而，与单分子reRNA不同的是，LaTranC的向导RNA在功能上被拆分为反式激活CRISPR RNA（tracrRNA）和CRISPR RNA（crRNA）。通过对ISDra2 TnpB进行人工RNA拆分，使其能够利用CRISPR阵列发挥作用。总之，该研究首次以实验证据揭示了RNA层面的创新如何驱动复杂分子机器的进化进程，破解了Cas系统从转座子起源的分子机制之谜。这些发现表明，功能性RNA分裂是驱动多种V型CRISPR-Cas系统从转座子中进化而来的关键分子事件。
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+ h, a: Z. ]- z2 Y" w2 q. B本文第一完成单位为中国科学院遗传与发育生物学研究所，最后通讯作者为高彩霞。& y5 b9 R( k& X- F% c
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本文也是高彩霞以通讯作者身份，自今年2月13日以来发表的第4篇Cell文章，独居国内学者首位（此前国内有多位学者今年在Cell上发表了3篇研究论文，实现了“帽子戏法”，详见：今年国内第5位实现顶刊Cell“帽子戏法”的学者，高彩霞带来最新重磅成果）；高彩霞同一年在Cell上的“大四喜”，应该也是国内学者首次达成这一成就。% W# I" `2 ~& R* `8 T% s; E
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此前的3篇文章分别为：
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今年2月13日，高彩霞作为共同通讯作者，与合作者在Cell上发表了关于基于植物进化的辅酶Q10性状设计文章，该研究将**丰富辅酶Q10的食物来源，为AI辅助育种的应用范例。
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今年7月7日，高彩霞作为唯一通讯作者在Cell上发表了关于利用整合结构与进化约束的逆折叠模型推进蛋白质进化的文章，该研究开发了一种新型人工智能蛋白质工程计算模拟方法AiCE ，可实现蛋白质高效进化模拟和功能设计。$ ?" K4 R: }, K% Z
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在今年8月4日，高彩霞作为唯一通讯作者，在7月Cell成果的基础上，进一步开发了一种新型可编程染色体水平的大片段DNA精准操纵技术PCE，实现了从千碱基到兆碱基级别精准无痕的DNA编辑。该研究显著拓展了基因组编辑技术在分子育种、治疗性开发和合成生物学等领域的应用范围，为基因工程领域内的重大进展。, r9 z& R' W& {
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除了上述4篇Cell，今年7月23日，高彩霞还作为最后通讯作者与合作者在顶刊Nature上发表了1篇关于生物技术与人工智能创新融合助力作物改良的综述文章（ review articles ），该文提出了一个由AI辅助的优异作物种质设计框架，展望了“AI+BT”未来作物育种新范式。+ m9 t F, {5 ^
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高彩霞，我们已多次介绍过了，本次再来简单回顾一下。她在甘肃农业大学取得学士和硕士学位，在中国农业大学取得博士学位。博士毕业后，她前往丹麦DLF-Trifolium公司科研部进行博士后研究，后又在该公司工作多年。2009年，高彩霞回国加入中国科学院遗传与发育生物学研究所至今，目前为该所研究员，课题组长。高彩霞长期专注植物基因组编辑技术的自主创新；她在精准基因组编辑技术研发、作物基因组编辑育种方法以及种质创新方面取得了具有重要国际影响力的系统性、原创性成果。
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值得一提的是，高彩霞除了在Cell、Nature和Science三大顶刊上发表过多篇文章外，她还在生物技术领域的顶级期刊《Nature Biotechnology》上发表了“惊人的”近20篇文章（年发文量通常在100多篇）。
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, _& G5 [5 T' @. U; [% m$ K由于在基因编辑方面做出了一系列杰出成果，她曾被Nature杂志评为“中国十大科学之星”；研究成果被MIT Technology Review评选为2016年“全球十大技术突破”、被Nature杂志评选为“2024年值得关注的七项技术（大片段DNA插入技术）”等；他还曾获全国创新争先奖状、谈家桢生命科学创新奖和新基石研究员项目等众多荣誉。今年7月初，她还当选为了欧洲分子生物学组织（ EMBO）的外籍会士，她也是今年唯一一位中国籍的当选者，也是内地机构的第14位当选科学家。 |
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