新型APOBEC3G-nCas9碱基编辑器的精确性和应用价值

吉林大学赖良学教授和李占军教授课题组长期致力于利用新型基因编辑技术构建大动物模型，主要包括家兔和猪。

最近，该课题组开发了对CC context的高特异性新型APOBEC3G-nCas9碱基编辑器，相关研究成果于2020年8月31日在线发表于BMC Biology‘ ，题为Precise base editing with CC context-specificity using engineered human APOBEC3G-nCas9 fusions[1]。

图1.eA3G-BE碱基编辑器具有CCcontext偏好性

传统的单碱基编辑系统（rA1-BE）由于所用的大鼠胞嘧啶脱氨酶窗口较大，其对多个C位点的编辑精确性仍有待提高。基于人APOBEC3G（hA3G）具有天然的CCcontext偏好性，研究者将hA3G的C端催化结构域与单碱基系统融合，构建了新型eA3G-BE碱基编辑系统。该系统在HEK293T细胞和家兔胚胎中分别获得了高达18.3–58.0% 和54.5–92.2%的编辑效率。与传统的rA1-BE相比，eA3G-BE表现出明显的CCC>CCC>CC的序列偏好性，从而显著减少了对非CCcontext的旁观者突变（图1）。同时，研究者将eA3G-BE与SpCas9-NG融合，获得了eA3G-NG系统，将可打靶范围进一步扩大到NGNPAM。

图2.利用eA3G-BEs在家兔中实现高效CCcontext碱基编辑

进一步，研究者利用eA3G-BE和eA3G-NG对CC context的偏好性，针对传统的rA1-BE难以精确实现的碱基突变位点，在家兔中成功精确模拟了人肌萎缩侧索硬化症Tia1 p.P362L，阿尔兹海默症Psen1p.P117L和Maptp.P301L等典型的临床错义突变位点。此外，利用该系统成功构建了白化病疾病模型兔，显著提高了碱基编辑的精确性（图2）。该新型A3G-BE碱基编辑系统在家兔中的高效应用，为相关疾病的发病机制及临床前研究提供理想的疾病动物模型。

值得一提的是，最近来自中国农业科学院和美国莱斯大学的研究人员也开发了相似的碱基编辑器[2]，进一步佐证了新型APOBEC3G-nCas9碱基编辑器的精确性和应用价值。