安徽农科院魏鹏程组开发水稻高效双单碱基编辑系统，最高效率可达49.7%

单碱基编辑系统由CRISPR/Cas融合脱氨酶而构成的一种新型单碱基替换系统。现有研究中融合不同类型的脱氨酶可以实现基因组特定位点的C-T/C-G/C-A及A-G的碱基替换。单碱基编辑系统主要是以实现单向的碱基替换为主，在应用上有一定的局限性。在植物中，已有报道在nickase Cas9（nCas9）的N端同时融合APOBECA3和ecTadA7.10可以实现C-T和A-G碱基的同时替换，但不同碱基共编辑效率仍有一定的提高空间。

JIPB近日在线发表了安徽省农科院魏鹏程团队题为“Development of an efficient plant dual cytosine and adenine editor”（https://doi.org/10.1111/jipb.13146）的研究论文。为了构建脱氨酶对侧分布的植物双单碱基编辑器，研究根据仇子龙课题组前期利用日本七鳃鳗胞嘧啶脱氨酶同源物LjCDA1L-4开发动物细胞高效宽窗口C端胞嘧啶碱基编辑器的研究工作，通过密码子改造和编辑器结构调整，开发了植物CT-CBE工具eCDAL。该系统在水稻的多个位点可实现高频C-T碱基替换，且其编辑窗口为第1至10或12位，相对于已报道的植物CT-CBE有明显拓宽。

在上述基础上继续在N端融合TadA-8e，构建了双单碱基编辑载体pDuBE1。经农杆菌介导转化，pDuBE1可在水稻基因组多个位点实现了双单碱基编辑（图1）。其中，单编辑效率最高为87.6%，而双单碱基同时替换的效率可达49.7%。pDuBE1诱导A-G替换编辑窗口为第2至第9位，而C-T替换编辑窗口为第1至第10位，显示了较为宽大的覆盖范围。

图1 pDuBE1结构及在水稻中诱导的高效双单碱基编辑

该研究工作不仅提高了植物不同位点、不同类型单碱基编辑和共编辑频率，也为作物抗除草剂等关键农艺性状饱和突变筛选提供了强力工具。研究获得国家自然科学基金联合创新基金等项目支持。