科学家开发新型碱基编辑系统

在8月28日发表在 《自然生物技术》 杂志上的一项研究中，中国科学院遗传与发育生物学研究所的高彩霞团队和她在齐生物设计公司的合作者报告了一种模块化的、无CRISPR的碱基编辑系统，他们将其称为“ CyDENT，在植物和人类细胞的细胞核、线粒体和叶绿体基因组中实现有效的碱基编辑。

基因组编辑能够高效、精确地修改生物体中的遗传信息，彻底改变整个生命科学研究。近年来，碱基编辑技术的出现使得基因组编辑变得更加精确和可预测。

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David Liu 位于布罗德研究所和哈佛大学的实验室率先开发了碱基编辑技术。通过将切口酶Cas9与单链DNA特异性脱氨酶融合，他们先后开发了胞嘧啶碱基编辑器(CBE)和腺嘌呤碱基编辑器(ABE)系统，可实现高效的C·G到T·A或A·T到-分别是核基因组中的G·C碱基转换。随后，他们使用新鉴定的 dsDNA 特异性脱氨酶 DddA tox开发了 DdCBE，它能够在细胞器基因组中实现高效的 C·G 到 T·A。Jin-Soo Kim 的实验室在 DdCBE 的基础上开发了 TALED，以实现线粒体基因组中的 A·T 至 G·C 碱基编辑。

然而，由于 DddA tox的 dsDNA 脱氨特性，DdCBE 和 TALED 系统会产生额外的非预期脱靶编辑。最近，北京大学魏文胜团队开发了一种不依赖于DddA毒素的碱基编辑器，称为mitoBEs，它可以提高线粒体碱基编辑的精度。

根据 GAO 的说法，在这项研究中，CyDENT 由一对与 FokI 切口酶、单链特异性胞苷脱氨酶、核酸外切酶和尿嘧啶糖基化酶抑制肽融合的 TALE 组成。在切口酶对目标 DNA 的 TALE 引导链进行切口后，核酸外切酶接下来会识别切口区域并消化切口 DNA 链，从而暴露出短的 ssDNA 片段，该片段可作为单链 DNA 特异性脱氨基的底物。

该策略允许在没有 Cas9 引导的 R 环结构的情况下编辑单链 DNA，因此无需 dsDNA 脱氨酶即可实现碱基编辑。由于整个 CyDENT 复合物不含 RNA，因此该基因组编辑系统能够在核和细胞器基因组中进行链特异性碱基编辑。

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