堿基編輯（BE）是一種前沿的基因組編輯技術。中國科學院天津工業生物技術研究所畢昌昊研究員帶領的合成生物技術研究團隊和張學禮研究員帶領的微生物代謝工程研究團隊開發了不依賴脫氨酶（DAF）的堿基編輯器DAF-CBE和DAF-TBE， 在大腸桿菌和哺乳動物細胞中實作了高效的堿基顛換編輯 。相關成果近日發表於【自然-生物技術】。
研究團隊首先改造了人源尿嘧啶糖基化酶（UNG）的兩個突變體，獲得了兩種高活性的DNA糖基化酶，分別作用於胞嘧啶堿基的CDG4和胸腺嘧啶堿基的TDG3。隨後，研究團隊將這兩種DNA糖基化酶與nCas9（Cas9，D10A）融合，構建了CDG4-nCas9和TDG3-nCas9兩種堿基編輯器，用於在大腸桿菌中進行C-to-A和T-to-A的編輯。實驗結果顯示， 這兩種堿基編輯器在大腸桿菌中的編輯效率最高分別達到58.7%和54.3% 。
研究團隊針對Homo sapiens密碼子最佳化版本的CDG4-nCas9和TDG3-nCas9，在HEK293T細胞中實作了C-to-G和T-to-G的顛換編輯，編輯效率分別達到38.8%和48.7%。這兩種編輯器的脫靶效果低於常用的胞嘧啶堿基編輯器（BE4max）和糖基化酶堿基編輯器（CGBEs）。研究團隊將這兩個編輯器命名為DAF-CBE和DAF-TBE，在最佳化後成功實作了人誘導多功能幹細胞（hiPSC）高效編輯。
與現有的引導編輯器或糖基化酶堿基編輯器相比， DAF-BEs具有相當的編輯效率、更小的尺寸和更低的脫靶率，擴充套件了堿基編輯器的編輯型別 ，為工業菌株鑄造和生物醫藥等領域相關研究提供了新的技術工具。
相關論文資訊：
https://doi.org/10.1038/s41587-023-02050-w
來源：中國科學報（2024-01-10 第1版 要聞）
責任編輯：曹旸
