隨著基因編輯技術(shù)的飛速發(fā)展，DNA堿基編輯工具(http://www.weberwork.com/sell/l_5/)在疾病治療領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的潛力。傳統(tǒng)的胞嘧啶堿基編輯器和腺嘌呤堿基編輯器主要依賴于脫氨酶來實(shí)現(xiàn)堿基的轉(zhuǎn)換，但這種方法存在編輯T和G能力受限、脫靶效應(yīng)高等問題。近期，北京大學(xué)魏文勝課題組在《Nature Communications》上發(fā)表了一項(xiàng)重要研究，介紹了一種名為TBE（Thymine base EdIT(http://www.weberwork.com/sell/l_25/)or）的新型DNA堿基編輯工具，該工具不依賴脫氨酶，能夠高效、精準(zhǔn)地編輯DNA中的胸腺嘧啶（T），為基因治療提供了新的可能性。

 

TBE的工作原理與優(yōu)勢(shì)

TBE的核心在于利用人源化尿嘧啶DNA-糖基化酶（hUNG）及其突變體，特別是來自耐輻射奇球菌（Deinococcus radiodurans）的尿嘧啶DNA-糖基化酶（DrUNG）突變體，這些酶能夠直接切割DNA中的胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T），產(chǎn)生無尿嘧啶/無嘧啶位點(diǎn)（AP位點(diǎn)）。通過將這些酶與Cas9蛋白結(jié)合，并利用sgRNA靶向特定的DNA序列，TBE能夠在體內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)C和T的直接編輯。

 

與現(xiàn)有的堿基編輯工具相比，TBE具有顯著的優(yōu)勢(shì)：

 

更高的編輯效率：在多個(gè)人類基因組位點(diǎn)上，TBE實(shí)現(xiàn)了高效的胸腺嘧啶編輯，平均T-to-C, T-to-G及T-to-A的編輯比例分別為52%、30%和18%。

更小的細(xì)胞毒性：細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)表明，TBE對(duì)細(xì)胞的損傷較小，有利于其在臨床治療中的應(yīng)用。

更低的脫靶現(xiàn)象：全面評(píng)估顯示，TBE在基因組或轉(zhuǎn)錄組水平上均不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的脫靶編輯，確保了編輯的特異性。

TBE在疾病治療中的應(yīng)用前景

研究團(tuán)隊(duì)通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了TBE在相關(guān)疾病治療中的潛在應(yīng)用。他們將DrUNG突變體的mRNA與nickase SpCas9融合蛋白和sgRNA共轉(zhuǎn)染到原代成纖維細(xì)胞中的α-L-艾杜糖醛酸酶缺陷細(xì)胞中，成功觀察到該酶活性的恢復(fù)。這一結(jié)果不僅證明了TBE在基因修復(fù)方面的有效性，也為未來利用TBE治療單基因遺傳疾病提供了有力支持。

 

研究團(tuán)隊(duì)與資助情況

北京大學(xué)/昌平實(shí)驗(yàn)室魏文勝課題組是這項(xiàng)研究的主要完成者，博士后伊宗裔、張小雪，博士研究生魏曉旭以及本科生李佳怡（2024級(jí)研究生新生）為論文的共同第一作者。本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、昌平實(shí)驗(yàn)室、北大-清華生命科學(xué)中心及中國(guó)博士后科學(xué)基金的資助，為研究的順利進(jìn)行提供了重要保障。

 

結(jié)語(yǔ)

TBE作為一種不依賴脫氨酶的DNA堿基編輯工具，其高效、精準(zhǔn)、低毒的特點(diǎn)為基因編輯技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力。隨著研究的深入和技術(shù)的不斷完善，TBE有望在疾病治療領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，為更多患者帶來福音。