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  • 单碱基编辑技术，魏文胜等发布LEAPER190715

    发展历史
    2016年4月，哈佛大学David Liu等报道了基于胞嘧啶脱氨酶与CRISPR/Cas9融合形成的单碱基编辑技术(base editor,BE)，BE技术将spCas9与胞嘧啶脱氨酶融合，在一定的突变窗KI内实现胞嘧啶(cytosine，C)到胸腺嘧啶(thymine，T)的单碱基转换。
    2017年11月，David Liu等建立了新的单碱基编辑系统(adenine base editor，ABE)，实现腺嘌呤(adenine，A)到鸟嘌呤(guanine，G)的精确转换。
    2019年6月28日，中科院广州生物院赖良学课题组利用BE3和A3A-BE3两种单碱基编辑工具，在细胞和胚胎层面，对基因组进行三基因单碱基编辑。该研究证明了单碱基编辑系统在细胞和胚胎水均可实现多基因或单基因多位点的高效碱基突变。
    2019年2月28日和6月10日，杨辉等分别在《科学》和《自然》上发表了“GOTI”技术，并用该技术发现近年来兴起的单碱基编辑技术有可能导致大量无法预测的脱靶，因而存在严重的安全风险。
    2019年7月11日，张锋等在CRISPR系统基础上开发出的一种新型RNA编辑工具（RESCUE），对RNA进行单碱基编辑。
    2019年7月15日，北大魏文胜课题组在Nature Biotechnology上发表了LEAPER的新型RNA 单碱基编辑技术，利用该技术研究者成功修复了来源于Hurler综合征病人的α-L-艾杜糖醛酸酶缺陷细胞。

    技术背景
    CRISPR/Cas9系统已广泛应用于原核及真核生物基因组DNA的精确改造，但其操作过程会出现非预期的碱基改变，也有可能产生脱靶切割。如何能在不引入双链断裂的情况下进行精确的基因修饰成为挑战。

    技术应用
    利用BE诱导产生终止密码子实现基因敲除要比同等条件利用下野生型Cas9进行基因敲除更加安全高效，可以作为优于Cas9的全基因组筛选体系。
    BE系统也为动植物的基因改造研究提供了新的高效工具。比如北大林硕研究组利用BE3及VQR—BE3均产生单个碱基替换的斑马鱼等
    BE系统在人类胚胎中进行精确基因编辑的研究。

    技术挑战
    1）BE系统可以容受一定的突变窗口，虽然不同位点突变效率有差别，但如果靶点窗口内的多个碱基都能被编辑，对于基因治疗来说仍存在一定风险。
    2）BE等单碱基编辑技术通过脱氨酶实现碱基直接转换，如何实现碱基的颠换还是一个挑战。
    3）BE是在cas9基础上融合序列，片段过长。

    参考阅读
    https://www.nature.com/articles/nature17946
    https://www.nature.com/articles/nature24644
    魏瑜等.遗传.2017.12,EJ，39(12)：1115–1121
    http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2019/7/428028.shtm
    http://www.cas.cn/syky/201903/t20190301_4680613.shtml
    http://www.cas.cn/syky/201906/t20190611_4694629.shtml
    https://www.nature.com/articles/s41586-019-1314-0

  • ABE（F148A），一种新的基因编辑工具190610

    2019年6月10日，《自然》在线发表了一种编辑效果更精准的“安全剪刀”——ABE（F148A），缩短了攻克罕见病的临床试验时间。

    研究者首先对目前学术研究和临床上经常使用的多种基因编辑“剪刀”进行了全面检测，他们最新发现，现有“剪刀”不仅存在剪切“失误”风险，而且破坏了大量核糖核酸（RNA），具有较高致癌风险。新的“安全剪刀”ABE（F148A）不仅能够更加精准地剪切基因，而且不会“误伤”核糖核酸，致癌风险降低。

    参考阅读
    http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2019/6/427324.shtm
    https://www.nature.com/articles/s41586-019-1314-0

  • 杨辉，基因编辑RNA脱靶优化的新成果190610

    杨辉，1985年生人，博士，中科院神经所研究员、博导，辉大生物董事长、首席科学家。

    教育经历
    2007-2012中科院生物化学与细胞生物学研究所 发育生物学博士 李劲松课题组
    2003-2007上海交通大学生物技术学士

    工作经历
    2012-2014 麻省理工学院Whitehead研究所 Rudolf Jaenisch 研究组博士后
    2014年起任中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所研究员，灵长类疾病模型研究组组长。

    荣誉记录
    国家自然基金优秀青年获得者

    学术成果
    围绕新型基因编辑技术的脱靶安全性问题以及在动物模型的建立和疾病治疗中的应用，获得了一系列原创性成果。研究成果以第一作者或通讯作者形式主要发表在Cell、Nature、Science、Nature Neuroscience、Developmental Cell等国际学术刊物上,论文他引3000余次，其中包括以第一作者或通讯作者身份发表的3篇《Cell》、2篇《Nature》和1篇《Science》。曾为Nature、Nature Cell Biology、Nature Chemical Biology等期刊审稿。
    2019年6月10日，《自然》期刊发表了中科院杨辉研究组、四川大学郭帆研究组、SIBS李亦学研究组联合科研成果，首次证明常用的BE3、BE3-hA3A和ABE7.10等单碱基编辑技术存在大量的RNA脱靶，并对三种单碱基编辑工具进行优化，使其完全消除RNA脱靶的活性，首次获得三种更高精度的单碱基编辑工具，为单碱基编辑技术进入临床治疗提供了重要的基础。

    参考阅读
    https://web.shobserver.com/wx/detail.do?id=156552&from=timeline&isappinstalled=0
    http://mini.eastday.com/a/190326211718388-4.html
    http://www.huidagene.com/
    https://vcbeat.top/NTA4Mjk0NDAzNDc0OTIwNmExZTkwMzNkZjE4YWY5YjE=
    http://www.ebiotrade.com/newsf/2019-6/2019611133844591.htm