Nature子刊介绍精确的体内碱基编辑：分裂基因编辑工具提供更高的精度

　　为了使基因编辑工具更精确、更容易控制，莱斯大学的工程师将其分成两部分，只有在加入第三个分子时才会恢复原状。

　　

为了使基因编辑工具更精确，更容易控制，莱斯大学的工程师将其分成两部分，只有在加入第三个小分子时才会恢复原状。

化学和生物分子工程师Xue Sherry Gao实验室的研究人员创建了一个基于CRISPR的基因编辑器，旨在靶向腺嘌呤-四种主要DNA构建块之一-当分解时保持非活性，但一旦加入结合分子就开始工作。

与完整的原始版本相比，分割编辑器更加精确，并且在更短的时间窗口内保持活跃，这对于避免脱靶编辑非常重要。此外，用于将两个工具结合在一起的激活小分子已经被用作抗癌和免疫抑制药物。

根据发表在《自然通讯》上的一项研究，Gao和合作者开发的工具在人类细胞培养和活体小鼠中都表现良好，在活体小鼠中，它准确地编辑了目标基因上的单个碱基对。考虑到单碱基对突变，也称为点突变，负责数千种疾病，分裂编辑器可能具有广泛的治疗应用。

该研究的第一作者、实验室的研究生Hongzhi Zeng说：“这个工具有可能纠正我们基因组中近一半的致病点突变，然而，目前的腺嘌呤碱基编辑器处于恒定的‘开启’状态，这可能会导致不需要的基因组变化，同时也会对宿主基因组进行所需的校正。

“我们的团队着手开发一个改进版，可以根据需要打开或关闭，提供无与伦比的安全性和准确性。”

为了安装一个“开/关”开关，研究人员将腺嘌呤碱基编辑器分解成两个单独的蛋白质，直到西罗莫司(以前称为雷帕霉素)被添加到一种分子中，这种分子是1972年在复活节岛的土壤细菌中发现的，被美国食品和药物管理局批准用于癌症治疗和其他医疗程序。

Zeng说:“在引入这种小分子后，腺嘌呤碱基编辑器的两个独立的非活性片段被粘在一起并变得活跃。”“当身体代谢雷帕霉素时，这两个片段会分离，使系统失效。”研究人员发现，将基因编辑器一分为二还有一些额外的好处。

他说:“与完整的编辑器相比，我们的版本减少了70%以上的脱靶编辑，提高了脱靶编辑的准确性。”

研究人员与贝勒医学院(Baylor College of Medicine)分子与细胞生物学系、内分泌学、糖尿病和代谢学系的副教授孙郑(Zheng Sun)合作，将目标对准了PCSK9基因，该基因是一种有助于调节血液胆固醇水平的蛋白质的蓝图。

“我们希望看到我们的分裂基因组编辑工具最终以更高的精度应用，以更安全的方式解决与人类健康相关的问题，”化学和生物分子工程助理教授Ted N. Law说。

这项研究得到了美国国家科学基金会(CBET-2143626)、罗伯特·韦尔奇基金会(C-1952)、美国国立卫生研究院(HL157714, DK111436, AG069966)、丹·邓肯综合癌症中心(P30CA125123)、美国国家癌症研究所卓越研究专业项目(P50CA126752)、墨西哥湾沿岸精确环境卫生中心(P30ES030285)和德克萨斯医学中心消化疾病中心(P30DK056338)的支持。

文章标题

A split and inducible adenine base editor for precise in vivo base editing