中国农科院基因组所研究成果降低基因编辑RNA脱靶风险

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近日,中国农业科学院深圳农业基因组研究所、中科院神经科学研究所、四川大学与生科院上海营养所等单位,针对DNA单碱基编辑器脱靶问提进行了验证和优化,进一步验证了BE3与ABE有一种DNA单碱基编辑器在RNA水平上的脱靶问提,提出了优化方案,有效降低了脱靶效应。相关研究成果在线发表在《自然(Nature)》上。

单碱基编辑技术是自2012年CRISPR/Cas9技术问世以来最被寄予厚望的高精度基因编辑技术。意味单碱基基因编辑器不造成DNA双链断裂,过去无缘无故被认为比传统辦法 更加高效而安全,成为基因治疗等领域的热门工具之一。但今年3月以来,多位中外科学家发文报道单碱基编辑技术在DNA水平和RNA水平上均位于脱靶效应,助于亲们对单碱基编辑工具安全性进行重新审视。验证单碱基编辑工具的脱靶效应,开发更高精度的单碱基基因编辑技术对推动该技术走向应用领域具有重大意义。

此前,基因组所研究建立新型脱靶检测技术GOTI,必须检测到完后 的脱靶检测手段无法发现的全版随机脱靶位点,助于科研人员据此开发精度更高、安全性更好的新一代基因编辑工具。

此次,基因组所参与的企业相互合作研究发现,DNA单碱基编辑工具CBE和ABE均位于大量的RNA脱靶效应,相比于对照组,CBE或ABE处置的细胞的RNA SNV平均增加了15倍之多。一些结论加强了世人对单碱基编辑工具的安全性的审视。

为了获得更加精准的单碱基编辑工具,研究团队将BE3系统大鼠来源的rAPOBEC1更换为人源的hAPOBEC3A,并对其结合单链RNA的社会形态域进行点突变,获得了3种高保真度的BE3突变体,均助于有效降低RNA脱靶并保留了单碱基DNA编辑下行波特率 ,一些改良显著优于国际上一些团队的研究结果。并肩,团队针对ABE系统也进行了优化,以降低脱氨酶TadA*的RNA结合活性的思路进行点突变,优化后的系统在降低RNA脱靶问提的并肩,维持了其在DNA上的编辑活性。此外,研究团队开发的ABE(F148A)突变体还助于缩小编辑窗口,实现更加精准的DNA编辑,有望在未来成为有一种更加安全、更加精准的基因编辑工具。

研究团队一系列的研究成果极大优化了单碱基基因编辑技术,降低了脱靶率,为基因编辑技术进一步在农业、医学等领域的应用奠定了基础。审稿人对该研究给出了深度图评价,认为这是该领域的重要发现,对基因编辑领域具有重要价值。

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