2025年4月24日，上海科技大学高冠军教授团队与苏州大学张雪迪教授合作，在国际知名期刊《Nucleic Acids Research》在线发表了题为“A powerful and highly efficient PAI-mediated transgenesis approach in Drosophila”的研究论文。研究团队成功开发出一种基于铜绿假单胞菌整合酶（PAI）的新型高效果蝇转基因系统。该系统的效率是传统PhiC31技术的近十倍，不仅克服了整合效率低、大片段基因整合能力受限等核心瓶颈，还显著简化了实验流程，为果蝇转基因技术开辟了全新的研究方向。

研究团队通过对数百万微生物基因组的系统性分析和实验筛选，成功鉴定并优化了一种基于PAI整合酶的高效转基因技术。实验结果显示，在大约10 kb基因大片段的整合实验中，PAI系统的成功率高达62%，是PhiC31系统效率的近十倍。此外，PAI系统在高达32 kb的超大基因片段整合中也表现出卓越的能力，而PhiC31技术在超过15 kb的片段整合时效率显著下降甚至完全失败。

为了提高PAI系统的实用性，研究团队进一步开发了覆盖果蝇三大染色体的多个靶位点菌株，如常用的PAI-attP40（第2染色体）和PAI-attP2（第3染色体）。实验验证表明，这些靶位点在大片段基因整合实验中效率显著优于PhiC31系统，极大扩展了研究者的选择范围，同时显著简化了实验流程。在高通量研究中，这一技术为研究者节约了大量时间与成本。值得注意的是，PAI系统还与CRISPR等前沿基因编辑技术表现出良好的兼容性，能够无缝结合，用于精准操控基因调控网络。在器官发育、疾病模型构建等领域，PAI系统展现了广阔的应用前景。

PAI系统的开发不仅大幅提升了果蝇转基因的效率，还为超大基因片段的精准整合提供了全新方案。这一突破将加速遗传学、功能基因组学、疾病模型构建和高通量筛选等领域的研究进程，具有深远意义。为推动这一技术的普及，研究团队免费开放PAI-attP工具果蝇供全球学术界使用。这一举措无疑将果蝇转基因技术带入效率更高、操作更简便的新时代。

本研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助。

原文链接：

https://doi.org/10.1093/nar/gkaf317