科學網—科學家開發出高精準胞嘧啶鹼基編輯工具

2021-01-10 科學網

 

本報訊（見習記者韓揚眉）中國科學院遺傳與發育生物學研究所高彩霞團隊通過對人類胞嘧啶脫氨酶（APOBEC3B）蛋白的理性設計，並結合新型胞嘧啶鹼基編輯篩選方法，開發出了新型高精度、高編輯活性的胞嘧啶鹼基編輯工具。7月27日，相關研究成果在線發表於《分子細胞》。

高彩霞課題組前期已在植物中建立了胞嘧啶鹼基編輯器（CBE）和腺嘌呤鹼基編輯器（ABE）技術體系，但發現CBE存在脫靶效應。為解決這一問題，團隊著手開展進一步研究。

研究人員首先在水稻原生質體中建立並優化了基於R-loop的高通量鹼基編輯器特異性評估方法。他們對已報導的5個CBE分別通過R-loop方法和全基因組測序（WGS）進行特異性檢測，發現R-loop方法與WGS的結果一致，證明了R-loop方法的可靠性。在此基礎上，研究人員通過一系列理性設計，對基於人源APOBEC脫氨酶的CBE的特異性進行篩選。研究人員根據APOBEC3Bctd的蛋白結構，預測關鍵的結構域及重要的胺基酸殘基，對其脫氨催化活性及ssDNA結合能力進行工程化改造，獲得16個單胺基酸替換的CBE變體，並通過篩選獲得了靶向效率維持較高且能較顯著降低脫靶效應的7種單個胺基酸突變。

研究人員將這些單胺基酸突變進行組合，創製了9個多胺基酸替換變體，最終篩選得到了兩種靶向編輯效率較高且特異性顯著增加的CBE變體：A3Bctd-VHM-BE3 和A3Bctd-KKR-BE3。對編輯產物的分析顯示，這兩種變體在編輯窗口內主要產生單個C或者兩個C的替換，顯著提升了編輯的精確性。150個水稻編輯植株的全基因組測序數據證明，A3Bctd-VHM-BE3 和A3Bctd-KKR-BE3具有高特異性。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.07.005

《中國科學報》 (2020-07-30 第1版 要聞)

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    中美聯合開發新的胞嘧啶鹼基編輯器，消除了旁觀者突變 2020-07-20 18:41 來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客
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