8月9日，《自然-通訊》雜誌在線發表了題為《多種胞苷脫氨酶為基礎擴展的C-T單鹼基編輯工具》的研究論文。該研究由中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心/神經科學研究所、上海腦科學與類腦研究中心、神經科學國家重點實驗室仇子龍研究組與復旦大學中山醫院教授王小林實驗室合作完成。該研究以新的胞苷脫氨酶為基礎構建出多種新型的CBE工具。與傳統CBEs相比，新型CBEs的單鹼基編輯窗口更加多樣化，脫靶風險也顯著降低，這為C/G-T/A單鹼基編輯技術的更廣泛應用提供了有力工具。
CRISPR/Cas9技術的誕生讓高效基因編輯成為可能，但同源重組介導的精準基因編輯效率有限，限制了該技術的廣泛應用。2016年以來，研究者發現將鹼基脫氨酶（如胞苷脫氨酶APOBEC1及腺苷脫氨酶TadA變體）與CRISPR/Cas系統整合開發出的單鹼基編輯系統，可在不切斷DNA雙鏈的情況下精準引入C/G-T/A及A/T-G/C點突變，從而實現高效精準的基因編輯。理論上講，單鹼基編輯系統可用於數百種遺傳病的治療，因此具有極大的臨床應用潛力。
現有的胞嘧啶鹼基編輯器CBE系統中，其核心的胞苷脫氨酶主要取自經典的AID/APOBEC蛋白家族，因此其編輯窗口和特異性有明顯的相似性。雖然研究者嘗試通過不同的策略，如不同的CRISPR系統、各類Cas9變體及SunTag系統以拓展編輯窗口，現有CBE系統的編輯窗口依然有限，這極大地限制了該系統的適用範圍。
為增加CBE系統編輯窗口的多樣性，拓展其單鹼基編輯的適用範圍，仇子龍團隊對新近發現的十數種七鰓鰻來源的胞苷脫氨酶進行系統性篩選，在此基礎上構建的新型CBE系統的編輯窗口更加多樣化，且編輯範圍明顯增加（圖）。研究團隊還發現，胞苷脫氨酶與nCas9的融合策略不同，其編輯窗口也會發生改變：通常情況下，與nCas9氨基末端融合相比，nCas9羧基末端融合的胞苷脫氨酶有著更窄更精準的編輯窗口。除此之外，研究團隊還對不同CBE系統的特異性進行了系統比較，發現新構建的N-1-BE, N-7-BE, C-8-BE和N-12-BE系統的脫靶風險明顯降低，呈現出更高的特異性。新型CBE系統在編輯窗口和特異性上的改善為單鹼基編輯技術的應用提供了更多選擇，新的胞苷脫氨酶也為未來單鹼基編輯工具的開發和改善提供了基礎。
仇子龍組的助理研究員程田林為該研究論文的第一作者和共同通訊作者，王小林實驗室博士後李碩和仇子龍組助理研究員袁博在課題研究中發揮重要作用。該課題在仇子龍的指導下完成，並得到腦智卓越中心流式分選平臺的大力協助。該工作得到國家自然科學基金、上海市科學技術委員會項目和上海市慈善基金會榮昶公益基金的資助。
圖註：CBE系統的分類，CBE系統的活性窗口定義為sgRNA中編輯效率>40%的C位點。（a） 前置型CBE（FSCBEs），其活性窗口主要位於sgRNA靶位點的前端（PAM位點看作最末端）。（b）後置型CBE（BSCBEs），活性窗口主要位於sgRNA靶位點的後端。（c）廣譜型CBE（BRCBEs），活性窗口橫跨sgRNA靶位點的前後端。
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