在一項新的研究中，來自美國布羅德研究所、哈佛大學(xué)和波士頓兒童醫(yī)院的研究人員利用一種稱為“噬菌體輔助的堿基編輯器連續(xù)進化（phage assisted continuous evolution of base editors, BE-PACE）”的系統(tǒng)開發(fā)出一種改進堿基編輯器的編輯效率的新方法。相關(guān)研究結(jié)果于2019年7月22日在線在Nature Biotechnology期刊上，論文標題為“Continuous evolution of base editors with expanded target compatibility and improved activity”。在這篇論文中，他們描述他們的新系統(tǒng)及其作用機制。
CRISPR基因編輯系統(tǒng)的開發(fā)使得通過對基因進行編輯來阻止遺傳性疾病成為可能。但是這種系統(tǒng)的問題仍然存在---最值得注意的是，已有研究表明有可能對錯誤的基因進行了編輯。正因為如此，科學(xué)家們正在尋求提高這些系統(tǒng)的編輯準確性的方法，使得它們足夠安全而可用于人類患者。
在這項新的研究中，這些研究人員開發(fā)出一種稱為BE-PACE的系統(tǒng)，它可用于改進胞嘧啶堿基編輯器（CBE）。他們利用他們的系統(tǒng)進化出一種稱為evoAPOBEC1-BE4max的CBE。他們報道他們的測試表明它對胞嘧啶（在GC序列中）進行編輯的效率是現(xiàn)有系統(tǒng)的26倍，即便它對所有其他的測試序列中的胞嘧啶進行編輯時，也仍然保持較高的編輯效率。他們進一步報道對一種經(jīng)過進化的稱為evoFERNY的脫氨酶的測試結(jié)果表明它比APOBEC1小29％。
這些研究人員指出，限制其他CBE的編輯效率的因素之一是APOBEC1對天然序列的偏好性，這導(dǎo)致GC基序發(fā)生較差的脫氨作用。為了克服這個問題，他們使用了PACE系統(tǒng)，這是因為它們能夠在一天內(nèi)進行多代選擇、突變和復(fù)制。他們的目標是構(gòu)建出具有改善的靶向能力的堿基編輯器。他們報道，他們開發(fā)的BE-PACE系統(tǒng)在過夜的宿主細胞培養(yǎng)物中以幾乎十倍的噬菌體增殖速率進行了測試，而且它們展示出對攜帶堿基編輯器的噬菌體（下稱堿基編輯器噬菌體）的選擇性提高了1000倍。
這些研究人員還構(gòu)建出另一種BE-PACE系統(tǒng)來解決APOBEC1的序列限制問題。這導(dǎo)致他們開發(fā)出的噬菌體克隆在測試期間的活性得到了28倍的改善。為了證實它們在堿基編輯上得到改進，他們對BE4max堿基編輯器的幾種進化的脫氨酶變體進行了亞克隆，并使用向?qū)NA將它們插入到測試細胞中。
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