2016年，來(lái)自哈佛大學(xué)/Broad研究所的David R. Liu教授團隊在《Nature》上發(fā)表了一項突破性成果——改造CRISPR-Cas9技術(shù)，研發(fā)出首個(gè)可編輯DNA單個(gè)堿基“魔剪”技術(shù)CBE（Cytosine Base Editor），可以將C-G堿基對轉變成T-A堿基對。時(shí)隔一年，該團隊再次升級，獲得可將A-T堿基對轉變成G-C堿基對的堿基編輯器ABE（Adenine Base Editor）。
相比于傳統切割DNA雙鏈的CRISPR/Cas9技術(shù)相比，單堿基編輯器以脫氨酶來(lái)修飾特定的核苷酸，從而可靶向特定DNA（例如將胞嘧啶改變?yōu)樾叵汆奏ぃ?，其編輯效果更為精準，所以在疾病治療、缺陷修復上被寄予了更大的希望?/p>
然而現在，一樣是發(fā)表在《Nature》期刊上的一項新研究卻表明，單堿基編輯同樣面臨“脫靶”風(fēng)險，會(huì )造成RNA突變。這可能會(huì )增加基于該技術(shù)的療法的風(fēng)險和復雜性，并妨礙其他應用。
CRISPR技術(shù)有很大的潛能，但是也存在很多潛在的安全問(wèn)題，其中最為突出的就是脫靶效應（即編輯范圍之外的DNA），但是過(guò)去的研究并沒(méi)有探究其對RNA的影響。
在這項新研究中，來(lái)自麻省總醫院的病理學(xué)家和分子生物學(xué)家J. Keith Joung和團隊篩選了常見(jiàn)的單堿基編輯系統，將其應用于人類(lèi)肝 臟和腎 臟細胞。結果顯示，脫氨酶會(huì )改變RNA，將其胞嘧啶（cytosines）轉變成尿嘧啶（uracil），從而導致蛋白質(zhì)編碼和非編碼序列的突變。而且這種突變數量是成千上萬(wàn)的。
“這個(gè)結果提醒我們，當考慮基因編輯的脫靶效應時(shí)，需要考慮得不僅僅是遺傳改變。” J. Keith Joung強調道。他們并不認為這是給單堿基編輯器潑冷水，而是提醒改良版的CRISPR-需要進(jìn)一步完善才能安全地應用于基礎研究和臨床。
欣慰的是，Keith Joung團隊發(fā)現，通過(guò)優(yōu)化兩種單堿基編輯的關(guān)鍵酶，可以大大減少RNA脫靶效應，將RNA變異率減少390倍和3800倍。而且，這些改良酶表現出更精準的DNA編輯效率。
David R. Liu教授對此表示，他自己的實(shí)驗室也對RNA脫靶效應進(jìn)行了水平，發(fā)現其變異水平低于Keith Joung研究的水平。他認為，一些差異可能與分析方式有關(guān)，而不是單堿基編輯的真實(shí)差異。“或許我們可以設計僅適用于RNA或者DNA的堿基編輯。”他預期道。
參考資料：
[1] Transcriptome-wide off-target RNA editing induced by CRISPR-guided DNA base editors
[2] Base Editors Cause Off-Target Mutations in RNA
[3]Powerful CRISPR cousin accidentally mutates RNA while editing DNA target
[4]CRISPR base editors can induce wide-ranging off-target RNA edits
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