我国科研人员开发新型普适高效的碱基编辑器

   在国家自然科学基金项目（项目编号：31730111、91540115、31600654 、31600619、31471241）等资助下，中国科学院上海生命科学研究院杨力研究组与上海科技大学生命学院陈佳研究组和黄行许研究组合作，成功开发出可高效介导甲基化胞嘧啶mC到胸腺嘧啶T的编辑碱基编辑器。研究成果以“Efficient Base Editing in Methylated Regions with a Human APOBEC3A-Cas9 Fusion”（基于人APOBEC3A-Cas9融合构建甲基化碱基高效编辑器）为题，于2018年8月20日在国际期刊Nature Biotechnology（《自然•生物技术》）上在线发表，论文链接https://www.nature.com/articles/nbt.4198。

　　数百种人类疾病是由基因组单碱基突变引起的。近年来新发展的碱基编辑系统（Base Editor, BE），可在单碱基水平实现靶向基因编辑（C-to-T、A-to-G），理论上可对单碱基突变引起的疾病进行定点矫正，因此拥有巨大的临床应用潜力。2017年碱基编辑技术被Science杂志评为全球十大年度科学突破之一。

　　在该项研究中，研究团队系统分析人类疾病相关的单碱基突变，发现T→C突变大部分处于CpG二核苷酸位点，这些位点通常易被甲基化修饰，以至于难以通过现有技术进行高效碱基编辑。研究人员利用十余种来自不同物种的核酸脱氨编辑酶APOBEC家族蛋白构建出一系列新型碱基编辑器，后续通过系统筛选和多步优化改造，获得基于人APOBEC3A的碱基编辑器hA3A-BE，可在不同环境中实现C/mC→T的高效编辑，是一种普适且高效的碱基编辑器。与之前报道的基于大鼠APOBEC1的碱基编辑器相比，应用范围更加广泛和全面。该项发现为碱基编辑系统在基础研究及临床领域的广泛应用提供了新思路。

　　杨力研究组长期从事核酸系统生物学及相关新技术拓展研究，在碱基编辑技术方面也取得系列进展。此前通过合作研究已阐明APOBEC胞嘧啶脱氨酶在CRISPR/Cas9介导的基因编辑过程中产生突变的分子机制（Lei et al., 2018, Nat Struct Mol Biol）；并发展了可在基因组A/T富集区域内开展有效编辑的Cpf1碱基编辑器（Li et al., 2018, Nat Biotechnol）。

图. 筛选构建可实现甲基化mC-to-T的新型碱基编辑器。(a) 构建多种碱基编辑器并筛选其在高甲基化区域的编辑效率。(b) 基于人APOBEC3A的碱基编辑器（hA3A-BE3）能够在高甲基化区域进行高效碱基编辑。