近日，在國際期刊《自然》上發表的一篇研究報告中，中國科學院和四川大學的科學家通過研究發現，DNA base editor可以產生數千種脫靶RNA單核苷酸變異體(SNVs)。同時，通過在脫氨酶中引入點突變，可以消除這些脫靶snv。這項研究揭示了DNA堿基編輯器風險之前被忽視的一個方面，研究人員可能通過引入工程脫氨酶來解決這一問題。

DNA堿基編輯方法可以直接糾正基因組DNA中的點突變，而不需要任何雙鏈斷裂(DSB)，但潛在的脫靶效應往往限制了這些方法的應用。腺相關病毒(AAV)是DNA編輯基因治療中最常用的遞送系統。由于這些病毒能在體內持續維持基因表達的功能，臨床上大大增加了DNA堿基編輯器誘發潛在RNA脫靶效應的程度。

先前的研究評估了DNA堿基編輯器誘導的基因組DNA脫靶突變，常用DNA堿基編輯器所必需的脫氨酶通常表現出DNA結合活性。例如，胞嘧啶堿基編輯器(CBEs)中使用的胞嘧啶脫氨酶APOBEC1可以靶向DNA和RNA，而腺嘌呤堿基編輯器(ABEs)中的腺嘌呤脫氨酶TadA可以誘導RNA上位點特異性的肌苷形成。然而，任何潛在的RNA突變誘導的DNA堿基編輯，如

為了評估DNA堿基編輯器在RNA水平上引起的脫靶效應，研究人員計算了每個CBE和ABE處理的細胞中每次復制產生的脫靶RNASNVs的數量，并探索了是否可以通過工程DNA堿基編輯器脫氨酶有效消除脫靶RNA SNVs。在這篇論文中，研究人員將BE3(APOBEC1-nCas9-UGI)(一種CBE)，(TadA-TadA*-nCas9)(一種ABE)和GFP在有或沒有單鏈RNA的情況下轉染到HEK293T細胞中。在確認BE3和HEK293T細胞的高效編輯效率后，研究人員使用了平均125倍

為了確保高效編輯，每個CBE或ABE處理的細胞克隆都應該評估其目標編輯效率。然后，研究人員將兩組中脫靶RNA的數量與GFP對照組進行了比較。他們發現DNA base editor處理過的細胞中RNA的數量驚人的高。此外，研究人員還發現，BE3和處理細胞的突變偏倚分別與APOBEC1和TadA相同，這表明脫靶效應可能是由DNA堿基編輯器的過量表達引起的。此外，研究人員在這些非靶RNA中鑒定了CBE和ABE特異性基序和遺傳區域。

為了消除堿基編輯的RNA脫靶活性，研究人員還分析了在APOBEC1和TadA上引入點突變的效果。他們發現三個高保真突變：Be3W90R126e、BE3 (hA3AR128A)和BE3(hA3AY130F)可以在基線水平降低RNA脫靶SNVs的水平，同樣，ABE突變可以完全消除脫靶效應。

本研究中，研究人員通過在脫氨酶中引入點突變，獲得了CBEs和ABEs的高保真變異，并提出了通過工程操作提高堿基編輯特異性的新方法。

原始來源：

周長陽，孫一迪，等，DNA堿基編輯誘導的RNA突變及其誘變消除，自然(2019)。DOI:10.1038/s41586-019-1314-0

自然：中國科學院與四川大學合作新成果！DNA編輯器可能會誘發大量脫靶RNA突變！

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