新型碱基编辑器横空出世:人体细胞中效率为 50%,不易脱靶

保证 DNA 双链不断裂的同时,高效地替换 DNA 特定的碱基——过去,这是基因编辑技术 CRISPR-Cas9 所无法完成的任务。如今,美国科学家已经开发出一种新型“碱基编辑器”,使其成为可能。

由于多数遗传病的根源在于单核苷酸突变,这一碱基编辑器的出现,有助于人类对抗遗传顽疾。

北京时间 10 月 26 日,国际学术期刊《自然》发表了来自美国博德研究所核心成员 David Liu 及同事的文章,报告了他们开发出的腺嘌呤碱基编辑器(ABE),能将 A – T 碱基对转换为 G – C 碱基对。

David Liu。

腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)是构成 DNA 的基本单元。这些碱基按照 A -T,C- G 这样配对形式,搭建起 DNA 的双螺旋结构。而在 RNA 中,胸腺嘧啶(T)由尿嘧啶(U)替代。

去年,同样发表在《自然》杂志,David Liu 及同事首次报告了他们的“碱基编辑器”,通过在 Cas9 蛋白上安装大鼠胞苷脱氨酶 APOBEC1,Cas9 的“剪刀”功能会消失,不再切割 DNA 双链,但仍能结合目标 DNA 片段,同时能将胞嘧啶(C)转化为尿嘧啶(U)。之后,再通过第三种蛋白,让细胞启动 DNA 修复程序,最终使得 C – G 碱基对替换为 T – A 碱基对。

David Liu 及同事没有止步于去年的成果。科学家已经知道,在所有已知的疾病相关单碱基对突变中,约有一半和野生型 G – C 碱基对被转换成突变型 A – T 碱基对有关。而此次 David Liu 及同事报告的腺嘌呤碱基编辑器就可完成将 A – T 碱基对转换回 G – C 碱基对的任务,补上了去年成果中的遗憾。

据报告,这一腺嘌呤碱基编辑器在细菌细胞和人体细胞中均能工作。在人体细胞中,它的效率为 50%,且脱靶率很低,几乎不会造成随机插入、删除或其它突变的副作用。

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