近日，華東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授李大力團(tuán)隊(duì)在《自然-生物技術(shù)》發(fā)表論文，報(bào)道了新型腺嘌呤顛換編輯工具AXBEs和ACBEs，證明了ACBEs在不同細(xì)胞系與小鼠胚胎中的高效性與精確性，其中產(chǎn)生的小鼠疾病模型等位基因突變高達(dá)100%。這為多元化的遺傳操作和人類第二大類單核苷酸變異（SNVs）的基因治療提供了新工具。
人類遺傳疾病主要由基因突變造成，有25%的人類單堿基突變遺傳疾病需要精準(zhǔn)的腺嘌呤顛換編輯才能糾正，因此開發(fā)高效精準(zhǔn)的腺嘌呤堿基編輯器具有重要意義。
堿基轉(zhuǎn)換可通過堿基脫氨實(shí)現(xiàn)，而堿基顛換需要依賴無嘌呤無嘧啶（AP）位點(diǎn)的創(chuàng)建，隨后進(jìn)行堿基切除修復(fù)途徑完成。研究人員希望尋找其他可將肌苷作為催化底物的酶。研究人員嘗試將9種體外具有潛在肌苷切除活性的酶與腺苷脫氨酶融合，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小鼠來源的烷基腺苷DNA糖苷酶（mAAG）可實(shí)現(xiàn)8.7%的堿基顛換。
研究人員經(jīng)過大量內(nèi)源性靶點(diǎn)評價(jià)及體外酶活實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，AXBE具有某種堿基背景序列偏好性。通過評估及檢測發(fā)現(xiàn)，相比于傳統(tǒng)系統(tǒng)，AXBE的脫靶明顯降低，尤其是在RNA水平上降低了90%。
為提高腺嘌呤顛換編輯效率并擴(kuò)大靶向范圍，研究人員基于結(jié)構(gòu)導(dǎo)向的理性設(shè)計(jì)和篩選鑒定出兩個(gè)關(guān)鍵突變，極大提高了對其底物肌苷切除的活性，有效改善了顛換編輯的序列背景選擇性。
“AXBEs帶來豐富的密碼子和氨基酸改變，未來更適用于分子進(jìn)化、遺傳篩選、譜系示蹤等應(yīng)用。”李大力說。
