迷信家开辟出变模式碱基编纂新体系

Nature Cell Biology在线颁发了中国迷信院上海养分与安康研讨所研讨员杨力课题组与单干者在碱基编纂研讨畛域宣布的最新停顿——Eliminating base-editor-induced genome-wide and transcriptome-wide off-target mutations。

碱基编纂器（base editor）次要是由两个次要的功效构造域组分构成，别离为辨认基因组特定DNA序列定位的定位器（locator）和可对该特定基因组DNA序列（或许位点）进行编纂的效应器（effector）。此中，胞嘧啶碱基编纂体系次要以nCas9/sgRNA作为locater执行对编纂的辨认和定位功效，以胞嘧啶脱氨酶APOBEC/AID作为effector执行胞嘧啶脱氨的功效并终极完成C-to-T的编纂。跟着碱基编纂技术的不时开辟，基因编纂效率和靶向范畴显着进步，但在全基因组和/或全转录组程度仍存在年夜规模的中靶效应，这限定了其在生物学和临床上的利用。

该研讨中，研讨职员起首发现了在胞嘧啶脱氨酶中人造存在的克制序列构造域（deoxycytidine deaminase inhibitor，dCDI），并应用其开辟出一系列可高效催化靶位点C-to-T编纂、克制中靶位点C-to-T编纂的新型碱基编纂体系，并根据其个性，定名为变模式碱基编纂体系（transformer base editors，简称tBEs）（图A）。联合高通量测序技术和盘算生物学的研讨办法，研讨职员评价了tBE的编纂效率、中靶效应和编纂产品纯度，成果显示，tBE碱基编纂体系可以在执行高效C-to-T编纂的同时，最年夜水平地削减由locator发生的Cas9/sgRNA依赖性中靶效应（sgRNA-dependent off-target，OTsg）和effector发生的Cas9/sgRNA非依赖性单链DNA中靶效应（sgRNA-independent single-stranded off-target，OTss）。此外，该研讨还构建了在全基因组检测中靶的盘算阐发流程BEIDOU（Base/Prime Editor Induced DNA Off-target site identification Unified toolkit，https：//github.com/YangLab/BEIDOU）（图B），并联合全转录组RNA中靶鉴定对象RADAR（RNA-editing Analysis-pipeline to Decode All twelve-types of RNA-editing events，https：//github.com/YangLab/RADAR）（Wang et al. Cell Rep 2020），证实了tBE具备与本底程度相似的全基因组和全转录组渐变效应，提示tBE能够不具备晚期BE3的中靶效应。另外，该研讨胜利地将tBE用于小鼠Pcsk9的编纂，通过引入终止暗码子的办法下降了小鼠体内PCSK9的表白和LDL-C的程度。对编纂后小鼠进行全基因组和全转录组测序标明，tBE在in vivo程度异样仅发生与配景程度相一致的渐变率。相关研讨证实了tBE碱基编纂体系具备很好的特同性和平安性，进步了碱基编纂体系的利用代价，拓展了碱基编纂体系在点渐变惹起的疾病医治中的利用前景。(100yiyao.com）