新研究開發出靶向能力和編輯效率得到改善的堿基編輯器

　　在一項新的研究中，來自美國布羅德研究所、哈佛大學和波士頓兒童醫院的研究人員利用一種稱為“噬菌體輔助的堿基編輯器連續進化（phage assisted continuous evolution of base editors, BE-PACE）”的系統開發出一種改進堿基編輯器的編輯效率的新方法。相關研究結果于2019年7月22日在線在Nature Biotechnology期刊上，論文標題為“Continuous evolution of base editors with expanded target compatibility and improved activity”。在這篇論文中，他們描述他們的新系統及其作用機制。

　　CRISPR基因編輯系統的開發使得通過對基因進行編輯來阻止遺傳性疾病成為可能。但是這種系統的問題仍然存在---最值得注意的是，已有研究表明有可能對錯誤的基因進行了編輯。正因為如此，科學家們正在尋求提高這些系統的編輯準確性的方法，使得它們足夠安全而可用于人類患者。

　　在這項新的研究中，這些研究人員開發出一種稱為BE-PACE的系統，它可用于改進胞嘧啶堿基編輯器（CBE）。他們利用他們的系統進化出一種稱為evoAPOBEC1-BE4max的CBE。他們報道他們的測試表明它對胞嘧啶（在GC序列中）進行編輯的效率是現有系統的26倍，即便它對所有其他的測試序列中的胞嘧啶進行編輯時，也仍然保持較高的編輯效率。他們進一步報道對一種經過進化的稱為evoFERNY的脫氨酶的測試結果表明它比APOBEC1小29％。

　　這些研究人員指出，限制其他CBE的編輯效率的因素之一是APOBEC1對天然序列的偏好性，這導致GC基序發生較差的脫氨作用。為了克服這個問題，他們使用了PACE系統，這是因為它們能夠在一天內進行多代選擇、突變和復制。他們的目標是構建出具有改善的靶向能力的堿基編輯器。他們報道，他們開發的BE-PACE系統在過夜的宿主細胞培養物中以幾乎十倍的噬菌體增殖速率進行了測試，而且它們展示出對攜帶堿基編輯器的噬菌體（下稱堿基編輯器噬菌體）的選擇性提高了1000倍。

　　這些研究人員還構建出另一種BE-PACE系統來解決APOBEC1的序列限制問題。這導致他們開發出的噬菌體克隆在測試期間的活性得到了28倍的改善。為了證實它們在堿基編輯上得到改進，他們對BE4max堿基編輯器的幾種進化的脫氨酶變體進行了亞克隆，并使用向導RNA將它們插入到測試細胞中。