Nature子刊 : 仇子龙/王小林进一步优化胞嘧啶碱基编辑器，拓宽C到T工具包

来源：iNature

另外，2019年7月22日，美国博德研究所David Liu在Nature Biotechnology  在线发表题为“Continuous evolution of base editors with expanded target compatibility and improved activity”的研究论文，该研究利用噬菌体辅助连续进化（PACE）来生成具有改进的靶序列相容性和更高活性的编辑器。PACE每天进行数十代的突变，选择和复制，并促进蛋白质功能的显著改变。使用BE-PACE进化胞嘧啶碱基编辑器（CBE），克服了CBE的靶序列背景限制。一个进化的CBE，evoAPOBEC1-BE4max，在GC环境中编辑胞嘧啶的效率高达26倍，这是野生型APOBEC1脱氨酶的一个不受欢迎的环境，同时在所有其他测试序列环境中保持有效编辑。另一种进化的脱氨酶evoFERNY比APOBEC1小29％，并且在所有测试序列环境中有效编辑。另外，该研究还开发了基于CDA1脱氨酶的CBE，在困难的靶位点具有更高的编辑效率。最后，研究人员使用来自进化的CBE的数据来阐明脱氨酶活性，碱基编辑效率，编辑窗口宽度和副产物形成之间的关系。这些发现建立了一个快速发展基础编辑的系统，为进一步推进临床应用奠定了基础（点击阅读）。

CBE系统的活性窗口定义为sgRNA中编辑效率>40%的C位点

为增加CBE系统编辑窗口的多样性，拓展其单碱基编辑的适用范围，研究人员对新近发现的十数种胞苷脱氨酶进行系统性筛选，在此基础上构建的新型CBE系统的编辑窗口更加多样化，且编辑范围明显增加。

研究团队还发现，胞苷脱氨酶与nCas9的融合策略不同，其编辑窗口也会发生改变：通常情况下，与nCas9氨基末端融合相比， nCas9羧基末端融合的胞苷脱氨酶有着更窄更精准的编辑窗口。除此之外，研究团队还对不同CBE系统的特异性进行了系统比较，发现新构建的N-1-BE, N-7-BE,C-8-BE和N-12-BE系统的脱靶风险明显降低，呈现出更高的特异性。新型CBE系统在编辑窗口和特异性上的改善为单碱基编辑技术的应用提供了更多选择，新的胞苷脱氨酶也为未来单碱基编辑工具的开发和改善提供了基础。

用于胞嘧啶至胸腺嘧啶（C-T）转换的碱基编辑工具能够以单碱基对高效地进行基因组操作，但是受限的编辑范围和不可忽略的脱靶效应，限制了它们的应用。该研究通过筛选多样化的七鳃鳗胞苷脱氨酶，建立了具有扩展和多样化编辑范围的各种CBE，可以通过各种融合策略进一步改进，融合nCas9的N末端或C末端。此外，脱靶分析几个CBE显示出更高的保真度。该研究扩展了C-T转换的工具包，并为对基础编辑工具的改进奠定了基础。