8月6日，未來科學大獎獲獎人名單正式公布。季強、徐星、周忠和獲得2025未來科學大獎生命科學獎；方忠、戴希、丁洪獲得2025年未來科學大獎物質科學獎；盧志遠獲得2025年未來科學大獎數(shù)學與計算機科學獎。中國地質科學院、河北地質大學季強，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所徐星、周忠和發(fā)現(xiàn)關鍵化石證據，共同確立了“鳥類起源于恐龍”的科學理論。中國科學院物理研究所方忠、香港科技大學戴希、上海交通大學丁洪在拓撲電子材料的計算預測以及實驗實現(xiàn)方面作出了杰出貢獻。旺宏電子股份有限公司盧志遠在非易失性半導體存儲單元密度、器件集成度和數(shù)據可靠性領域的發(fā)明和引領方面作出了開創(chuàng)性貢獻。
未來科學大獎設立于2016年，由科學家、企業(yè)家群體共同發(fā)起。該獎項聚焦原創(chuàng)性的基礎科學研究，旨在獎勵在大中華區(qū)取得杰出科技成果的科學家。目前設有“生命科學獎”“物質科學獎”和“數(shù)學與計算機科學獎”三大獎項，單項獎項的獎金約720萬元人民幣。
自2016年設立以來，未來科學大獎共評選出46位獲獎者，他們均是來自生命科學、物理、化學、數(shù)學、計算機等基礎和應用研究領域極具成就的科學家。
據科技日報
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基因組編輯新利器：PCE技術實現(xiàn)染色體“精準編輯”
作為生命科學領域的一項革命性突破，基因組編輯技術已經能夠像修剪樹枝般精準修改短片段DNA，但大片段DNA編輯仍是難題。
4日晚，中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所高彩霞團隊在國際學術期刊《細胞》在線發(fā)表論文，系統(tǒng)報道了一種新型可編程的染色體水平大片段DNA精準操縱技術PCE，實現(xiàn)了真核生物基因組千堿基到兆堿基級別DNA的“精準編輯”。
審稿人對此評價：這項工作代表了基因工程領域的重大突破，在育種和基因治療方面具有巨大的應用潛力。
破解基因組編輯“尺度困境”
DNA作為生命密碼，儲存著決定生物性狀、生命活動乃至進化方向的遺傳信息。當前，被稱為“基因剪刀”的CRISPR及其衍生技術，已經在特定堿基和短片段DNA中廣泛應用。
然而，對數(shù)千乃至數(shù)百萬堿基的精準操縱是大片段DNA編輯的核心難題，現(xiàn)有工具在編輯效率、尺度、精準性及類型多樣性等方面仍存在明顯不足。
研究團隊開發(fā)了超大片段DNA精準無痕編輯新方法，構建PCE與RePCE兩個可編程染色體編輯系統(tǒng)，實現(xiàn)超大片段DNA精準無痕操縱，成功破解了基因組編輯的“尺度困境”。
中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所研究員高彩霞介紹，這項技術能夠在植物和動物細胞中實現(xiàn)數(shù)百萬堿基級別DNA的多類型精準操縱，顯著提升真核生物基因組的操縱尺度和能力。
三項創(chuàng)新突破技術瓶頸
位點特異性重組酶Cre-Lox系統(tǒng)具有染色體水平DNA操縱潛力，但其進一步應用受到三大關鍵問題制約。為此，研究團隊構建系統(tǒng)性技術路徑，實現(xiàn)三項關鍵技術創(chuàng)新，為超大片段DNA精準無痕編輯裝上“導航系統(tǒng)”。
“雙向門”改為“單通道”。為破解Lox位點固有對稱性導致的重組反應可逆問題，研究團隊創(chuàng)新性地開發(fā)了高通量重組位點快速改造平臺，成功打造新型Lox變體，如同單向閘機門，只允許DNA片段按預定方向移動，更有利于目的編輯的發(fā)生。
借助人工智能對Cre重組酶進行“團隊優(yōu)化”。簡單來說，Cre重組酶是DNA片段的搬運工人，基于研究團隊此前自主開發(fā)的人工智能新型蛋白質定向進化方法AiCE，研究人員對Cre蛋白多聚化界面進行精準優(yōu)化，獲得重組效率提升至3.5倍的工程化Cre蛋白變體，有效提高其活性，提升“工作效率”。
打造“無痕編輯策略”Re- pegRNA。為避免重組后特異性位點殘留干擾基因組編輯的精準性，研究團隊開發(fā)的Re-pegRNA策略就像一塊智能橡皮擦，能精準識別并消除這些殘留位點，提高編輯精準性。
多場景應用將有望實現(xiàn)
業(yè)內人士認為，利用超大片段DNA精準無痕編輯新方法，通過操控基因組結構變異，可以為作物性狀改良和遺傳疾病治療等開辟新路徑。
在傳統(tǒng)育種中，優(yōu)良性狀常與不良基因遺傳連鎖，如同“買一送一”的捆綁銷售。大片段DNA精準無痕編輯的技術突破，有望推動新型育種策略的發(fā)展，如通過操縱遺傳連鎖、調控重組頻率實現(xiàn)育性控制、消除連鎖累贅，充分釋放野生種質資源中優(yōu)異等位基因的育種潛力。
目前，研究團隊已經利用該技術成功創(chuàng)制了含315千堿基精準倒位的抗除草劑水稻種質。
在遺傳疾病治療領域，這項技術有望為因染色體異常導致的疾病提供新的治療思路。此外，精準染色體編輯技術的突破將加速人工染色體構建，在合成生物學等新興領域有重要的應用前景。
據新華社
（責任編輯：梁艷）
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