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Nat Biotechnol:开发出靶向能力和编辑效率得到改善的碱基编辑器

来源:本站原创 2019-07-28 10:47

2019年7月28日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自美国布罗德研究所、哈佛大学和波士顿儿童医院的研究人员利用一种称为“噬菌体辅助的碱基编辑器连续进化(phage assisted continuous evolution of base editors, BE-PACE)”的系统开发出一种改进碱基编辑器的编辑效率的新方法。相关研究结果于2019年7月22日在线在Nature Biotechnology期刊上,论文标题为“Continuous evolution of base editors with expanded target compatibility and improved activity”。在这篇论文中,他们描述他们的新系统及其作用机制。
图片来自CC0 Public Domain。

CRISPR基因编辑系统的开发使得通过对基因进行编辑来阻止遗传性疾病成为可能。但是这种系统的问题仍然存在---最值得注意的是,已有研究表明有可能对错误的基因进行了编辑。正因为如此,科学家们正在寻求提高这些系统的编辑准确性的方法,使得它们足够安全而可用于人类患者。

在这项新的研究中,这些研究人员开发出一种称为BE-PACE的系统,它可用于改进胞嘧啶碱基编辑器(CBE)。他们利用他们的系统进化出一种称为evoAPOBEC1-BE4max的CBE。他们报道他们的测试表明它对胞嘧啶(在GC序列中)进行编辑的效率是现有系统的26倍,即便它对所有其他的测试序列中的胞嘧啶进行编辑时,也仍然保持较高的编辑效率。他们进一步报道对一种经过进化的称为evoFERNY的脱氨酶的测试结果表明它比APOBEC1小29%。

这些研究人员指出,限制其他CBE的编辑效率的因素之一是APOBEC1对天然序列的偏好性,这导致GC基序发生较差的脱氨作用。为了克服这个问题,他们使用了PACE系统,这是因为它们能够在一天内进行多代选择、突变和复制。他们的目标是构建出具有改善的靶向能力的碱基编辑器。他们报道,他们开发的BE-PACE系统在过夜的宿主细胞培养物中以几乎十倍的噬菌体增殖速率进行了测试,而且它们展示出对携带碱基编辑器的噬菌体(下称碱基编辑器噬菌体)的选择性提高了1000倍。

这些研究人员还构建出另一种BE-PACE系统来解决APOBEC1的序列限制问题。这导致他们开发出的噬菌体克隆在测试期间的活性得到了28倍的改善。为了证实它们在碱基编辑上得到改进,他们对BE4max碱基编辑器的几种进化的脱氨酶变体进行了亚克隆,并使用向导RNA将它们插入到测试细胞中。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

1.Benjamin W. Thuronyi et al. Continuous evolution of base editors with expanded target compatibility and improved activity. Nature Biotechnology, 2019, doi:10.1038/s41587-019-0193-0.

2.Researchers develop phage-assisted continuous evolution of base editors system
https://phys.org/news/2019-07-phage-assisted-evolution-base-editors.html
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