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中科院马普计算生物学研究所，上海科技大学生命学院的研究人员开发出一系列基于CRISPR/Cpf1（Cas12a）的新型碱基编辑器（dCpf1-BE），这种新型碱基编辑系统理论上可对数百种引起人类疾病的基因组点突变进行定点矫正，因此拥有巨大的临床应用潜力。 Cas9碱基编辑器与Cpf1碱基编辑器的特点比较 这一研究成果公布在3月19日Nature Biotechnology杂志上，文章通讯作者为上海科技大学生命学院陈佳教授和黄行许教授，以及马普计算生物学研究所杨力研究员。第一作者为李潇飒、王滢和刘亚京。 传统的CRISPR/Cas9基因编辑技术虽然具有较高的基因敲除效率，但在执行特定的碱基替换（譬如对造成遗传性疾病的点突变进行矫正）时效率通常很低，这极大地限制了CRISPR/Cas9基因编辑的应用。 2016年，David Liu研究组构建出了一种新型的“碱基编辑器”，能够在人类和小鼠细胞系中以低出错率永久及高效地将胞嘧啶（C）转化成胸腺嘧啶（T）碱基。去年这一研究组实现了上述的反方向，也就是将腺嘌呤（A）或胸腺嘧啶（T）转化为胞嘧啶（C）或鸟嘌呤（G），这样就可以消除最常见的“点突变”类型。 这种新型碱基编辑系统理论上可对数百种引起人类疾病的基因组点突变进行定点矫正，因此拥有巨大的临床应用潜力。目前已报道的碱基编辑系统均是利用Cas9蛋白（主要是Streptococcus pyogenes Cas9, SpCas9和Staphylococcus aureus Cas9, SaCas9）执行与基因组的靶向性结合，而这种靶向性结合依赖于靶点旁侧的PAM（Protospacer Adjacent Motif）序列。SpCas9和SaCas9蛋白所识别的PAM序列多含鸟嘌呤/胞嘧啶（G/C-rich），因此利用已报导的碱基编辑系统无法在腺嘌呤/胸腺嘧啶富集（A/T-rich）区域进行高效的碱基编辑操作。 去年，陈佳教授和杨力研究员等合作克服了原有碱基编辑技术保真度较低的缺陷，开发了一种增强型碱基编辑器（enhanced base editor, eBE），实现了更高精度和更高效率的碱基编辑。 在这项最新的研究中，研究人员构建了一系列基于CRISPR/Cpf1蛋白的新型碱基编辑器（dCpf1-BE）。由于Cpf1 蛋白可识别富含腺嘌呤/胸腺嘧啶的PAM序列，这种基于Cpf1的新型碱基编辑器实现了在腺嘌呤/胸腺嘧啶富集区域的碱基编辑操作。在拓展了可编辑区域的同时，基于Cpf1的新型碱基编辑器所产生的编辑副产物也较低，因此具有更高的编辑精准度。 这种基于Cpf1的新型碱基编辑器与现有的基于Cas9的碱基编辑器可实现碱基编辑的有效互补，为碱基编辑系统在基础研究及未来临床领域的全面深入应用提供了新方法、拓展了新思路。 原文标题 Base editing with a Cpf1–cytidine deaminase fusion |
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