在8月28日發(fā)表在 《自然生物技術》 雜志上的一項研究中，中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所的高彩霞團隊和她在齊生物設計公司的合作者報告了一種模塊化的、無CRISPR的堿基編輯系統(tǒng)，他們將其稱為“ CyDENT，在植物和人類細胞的細胞核、線粒體和葉綠體基因組中實現(xiàn)有效的堿基編輯。
基因組編輯能夠高效、精確地修改生物體中的遺傳信息，徹底改變整個生命科學研究。近年來，堿基編輯技術的出現(xiàn)使得基因組編輯變得更加精確和可預測。
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David Liu 位于布羅德研究所和哈佛大學的實驗室率先開發(fā)了堿基編輯技術。通過將切口酶Cas9與單鏈DNA特異性脫氨酶融合，他們先后開發(fā)了胞嘧啶堿基編輯器(CBE)和腺嘌呤堿基編輯器(ABE)系統(tǒng)，可實現(xiàn)高效的C·G到T·A或A·T到-分別是核基因組中的G·C堿基轉(zhuǎn)換。隨后，他們使用新鑒定的 dsDNA 特異性脫氨酶 DddA tox開發(fā)了 DdCBE，它能夠在細胞器基因組中實現(xiàn)高效的 C·G 到 T·A。Jin-Soo Kim 的實驗室在 DdCBE 的基礎上開發(fā)了 TALED，以實現(xiàn)線粒體基因組中的 A·T 至 G·C 堿基編輯。
然而，由于 DddA tox的 dsDNA 脫氨特性，DdCBE 和 TALED 系統(tǒng)會產(chǎn)生額外的非預期脫靶編輯。最近，北京大學魏文勝團隊開發(fā)了一種不依賴于DddA毒素的堿基編輯器，稱為mitoBEs，它可以提高線粒體堿基編輯的精度。
根據(jù) GAO 的說法，在這項研究中，CyDENT 由一對與 FokI 切口酶、單鏈特異性胞苷脫氨酶、核酸外切酶和尿嘧啶糖基化酶抑制肽融合的 TALE 組成。在切口酶對目標 DNA 的 TALE 引導鏈進行切口后，核酸外切酶接下來會識別切口區(qū)域并消化切口 DNA 鏈，從而暴露出短的 ssDNA 片段，該片段可作為單鏈 DNA 特異性脫氨基的底物。
該策略允許在沒有 Cas9 引導的 R 環(huán)結(jié)構的情況下編輯單鏈 DNA，因此無需 dsDNA 脫氨酶即可實現(xiàn)堿基編輯。由于整個 CyDENT 復合物不含 RNA，因此該基因組編輯系統(tǒng)能夠在核和細胞器基因組中進行鏈特異性堿基編輯。
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