重大突破！上海研究團(tuán)隊(duì)升級(jí)dCas9單堿基基因編輯技術(shù)！

基因編輯技術(shù)自問(wèn)世以來(lái)，受到各國(guó)*科研人員爭(zhēng)相研究，特別是在哈佛大學(xué)David Liu的科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出基于基于CRISPR-Cas9的基因編輯技術(shù)的單堿基編輯技術(shù)（Base Editing）后，更是引發(fā)了的研究熱潮。在3月19日的Nature Biotechnology雜志上來(lái)自上?？萍即髮W(xué)的黃興許、陳佳以及中科院計(jì)算研究所的楊力三支科研團(tuán)隊(duì)發(fā)表了這一領(lǐng)域的研究進(jìn)展。

基于Cas9基因編輯系統(tǒng)的單堿基編輯技術(shù)，主要通過(guò)將失活性的dCas9蛋白與APOBEC1或者AID等脫氨基酶融合，進(jìn)而使dCas9既能夠特異性結(jié)合DNA位點(diǎn)，又可以切割堿基。該編輯系統(tǒng)中包含一種能夠?qū)奏ぃ–）變成胸腺嘧啶（T）的胞嘧啶核苷脫氨酶，典型的是APOBEC1和AID。將這些脫氨基酶與ZEN、dCas9等已知的基因編輯工具相結(jié)合，就可在DNA的特定位點(diǎn)上結(jié)合并將胞嘧啶（C）變成胸腺嘧啶（T），從而達(dá)到編輯特定靶基因的目的。

各種基因編輯技術(shù)原理圖

在先前哈佛大學(xué)David Liu研發(fā)團(tuán)隊(duì)的單堿基編輯技術(shù)中存在一個(gè)致命的缺陷，其開(kāi)發(fā)的編輯技術(shù)需要名為PAM的先導(dǎo)序列進(jìn)行靶向定位，無(wú)論使用何種Cas9分子進(jìn)行切割均需要不同的PAM序列，而這些特定的先到序列大大縮小了單堿基編輯技術(shù)的使用范圍。

dCpf-BE及其適配的PAM序列

為了擴(kuò)大該單堿基編輯技術(shù)的編輯范圍，科研人員發(fā)現(xiàn)要么使不同的PAM配對(duì)不同的Cas9系統(tǒng)，要么改造Cas9編輯系統(tǒng)使其適用更多的PAM序列。而來(lái)自上海的三支科研團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，將原先的dCas9編輯系統(tǒng)換成Cpf-BE，進(jìn)而使其配對(duì)的PAM序列發(fā)生了改變，zui終擴(kuò)大了整個(gè)單堿基編輯技術(shù)的使用范圍。

這三支研究團(tuán)隊(duì)合力開(kāi)發(fā)了基于CRISPR編輯技術(shù)的新型Cpf-BE新型單堿基編輯器，這種編輯器實(shí)現(xiàn)了在腺嘌呤/胸腺嘧啶富集區(qū)域的單堿基編輯操作。同時(shí)，該編輯系統(tǒng)不僅擴(kuò)大了編輯適用范圍，而且其編輯副產(chǎn)物大大減少，大大減少了堿基編輯后的篩選工作。這種編輯技術(shù)與現(xiàn)有CRISPR-Cas9編輯技術(shù)形成互補(bǔ)，為基因編輯技術(shù)全面深入臨床研究開(kāi)辟新的思路。

參考文獻(xiàn)

Xiaosa Li, Ying Wang, Yajing Liu, Bei Yang,Xiao Wang, Jia Wei, Zongyang Lu, Yuxi Zhang. Base editing with a Cpf1–cytidine deaminase fusion