Nature子刊：魏文胜团队开发不依赖脱氨酶的嘧啶碱基编辑器——TBE
来源：生物世界 2024-08-07 10:07
通过优化连接氨基酸、引入具有合成倾向性的DNA聚合酶，还可以进一步提高编辑效率与编辑纯度。全面评估显示，TBE在基因组或转录组水平上都不会导致严重的脱靶编辑，这表明其具有高度的编辑特异性。
北京大学魏文胜团队在 Nature Communications 期刊发表题为：Programmable DNA pyrimidine base editing via engineered uracil-DNA glycosylase 的研究论文。
该研究开发了一种不依赖脱氨酶的DNA碱基编辑器——TBE（Thymine base editor），与现有的其他胸腺嘧啶编辑工具相比，TBE表现出更高的编辑效率、更小的细胞毒性和更低的脱靶现象。
图1：不依赖于脱氨酶的碱基编辑器
为了进一步提高胸腺嘧啶的编辑效率，研究团队通过对UNG结构理性设计、同源蛋白检索、定向进化筛选的策略找到了来自耐辐射奇球菌（Deinococcus radiodurans）的尿嘧啶DNA-糖基化酶（DrUNG）突变体可以在多个人类基因组位点上实现高效的胸腺嘧啶编辑（图2），编辑结果显示平均T-to-C、T-to-G及T-to-A的比例为52%、30%和18%。通过优化连接氨基酸、引入具有合成倾向性的DNA聚合酶，还可以进一步提高编辑效率与编辑纯度。全面评估显示，TBE在基因组或转录组水平上都不会导致严重的脱靶编辑，这表明其具有高度的编辑特异性。
图2：TBE在人类基因组多个内源位点实现高效的编辑
近期，多个团队也报道了基于人源化糖基化酶的胸腺嘧啶碱基编辑器。通过比较32个内源位点编辑结果，研究团队发现与基于人源的胸腺嘧啶碱基编辑器相比，TBE展现出更高的编辑效率。此外，细胞毒性实验也表明TBE具有更小的细胞毒性。
最后，通过将DrUNG突变体的mRNA与nickase SpCas9融合蛋白和sgRNA共转染到原代成纤维细胞中的α-L-艾杜糖醛酸酶缺陷细胞中，可以观察到该酶活性的恢复，证明了TBE在相关疾病治疗方面的潜在应用前景。
北京大学/昌平实验室魏文胜课题组博士后伊宗裔、博士后张小雪、博士研究生魏晓旭、本科生李佳怡（2024级研究生新生）为论文的共同第一作者。该研究获得了国家自然科学基金，昌平实验室，北大-清华生命科学中心及中国博士后科学基金资助。
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