斑马鱼基因组 DNA 单碱基精准编辑领域取得新进展

大多数遗传疾病源于单核苷酸的突变（点突变）。目前广泛使用的CRISPR/Cas9方法中，Cas9蛋白含有两个核酸酶结构域，涉及切割DNA两条单链，在目标DNA序列上形成双链断裂。然而，当用于校正单个核苷酸时，标准的CRISPER/Cas9方法通常是很低效的，并且会在目标位置频繁引入随机插入/缺失基因（统称为indels)，这主要是细胞对DNA双链断裂的反应结果。

近日，我院林硕/李松课题组在《自然通讯》（Nature Communications）上在线发表题为"Programmable base editing of zebrafish genome using a modified CRISPR-Cas9 system" 的研究论文（Nat Commun. 2017 Jul 25;8(1):118. doi: 10.1038/s41467-017-00175-6）

本课题报道了一个可以在斑马鱼基因组中实现精确定点突变的“碱基编辑（base editing，BE）”系统，并利用此系统构建了精确模拟人类疾病突变的斑马鱼模型。BE 系统的工作原理是将胞嘧啶脱氨酶 APOBEC1 和 Cas9 切口酶融合，使得脱氨酶在CRISPR/Cas9 的引导下，靶向性的对特定碱基进行脱氨作用，从而实现碱基替换。在斑马鱼基因组中多个基因位点实现了高效的碱基替换，效率高达28.5%。

BE 系统作为针对单个碱基的精确基因编辑方法，不论从效率还是从精确性上都高过传统的同源修复介导的基因编辑，代表了一种斑马鱼基因组编辑的新策略。

本研究由林硕教授和李松副教授指导，张艺翰博士、秦伟博士（共同第一作者）及课题组成员合作完成。以上工作得到了深圳市科技创新委员会的资助。（文字/白海鹏）

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-017-00175-6