杨辉团队开发两种不依赖脱氨酶的新型碱基编辑器

辉大基因杨辉、童华威等人在预印本平台 bioRxiv 上发表了题为：Development of deaminase-free T-to-S base editor and C-to-G base editor by engineered human uracil DNA glycosylase 的研究论文【1】。

该研究通过将Cas9 nickase（nCas9）与工程化人源尿嘧啶DNA糖基化酶（UNG）突变体融合，开发了两种不依赖脱氨酶的新型碱基编辑器——gTBE和gCBE，极大地拓宽了碱基编辑器的靶向范围。

DNA碱基编辑器可以实现腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）或鸟嘌呤（G）的直接编辑，但目前还没有直接编辑胸腺嘧啶（T）的碱基编辑器。

在这项研究中，研究团队开发了基于糖基化酶的胸腺嘧啶碱基编辑器——gTBE，具有直接T编辑的能力，可实现高达81.5%的T碱基编辑效率，在培养的人类细胞中，可实现97%的T-to-S（T-to-C或T-to-G）的碱基颠换编辑效率。基于这一策略，该研究还开发了基于糖基化酶的胞嘧啶碱基编辑器——gCBE，能够直接编辑C碱基。

在人类中，约19%的致病性单核苷酸多态性（SNP）可以通过T-to-G颠换进行纠正。gTBE和GCBE可以通过打破PAM序列的限制和窄编辑窗口，极大地拓宽碱基编辑器的靶向范围。

值得一提的是，2024年1月2日，中国科学院天津工业生物技术研究所毕昌昊团队和张学礼团队合作，在 Nature Biotechnology 期刊发表了题为：Glycosylase-based base editors for efficient T-to-G and C-to-G editing in mammalian cells 的研究论文【2】。

该研究通过定向进化改造人源尿嘧啶糖基化酶（UNG），获得了胞嘧啶-DNA糖基化酶（CDG4）和胸腺嘧啶-DNA糖基化酶（TDG3），然后将它们分别与nCas9融合，构建了DAF-CBE和DAF-TBE这两种碱基编辑器。

这两种不依赖脱氨酶（deaminase-free，DAF）的新型碱基编辑器分别在大肠杆菌中实现C-to-A、T-to-A的碱基颠换编辑，在哺乳动物细胞中实现C-to-G、T-to-G的碱基颠换编辑。