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不依赖CRISPR的线粒体碱基编辑器
发布时间:2023-05-30 16:28:36

北京大学研究开发了一种名为mitoBE的全新线粒体单碱基编辑工具,不依赖于DddA系统。mitoBE不仅能高效实现A to G或C to T的单碱基编辑,还具备选择性编辑特定链的能力。
      这项研究在TALE系统提供靶向的基础上,整合了切口酶(nickase)和脱氨酶(deaminase),成功建立高效的TALE版本的单碱基编辑器,实现了线粒体基因组的碱基编辑(mitochondrial DNA base editors,mitoBEs)。使用含有线粒体定位信号的TALE-MutH和TALE-TadA8e(V106W)靶向线粒体基因组,可实现有效的A to G编辑。对切口酶MutH的突变研究,可大幅度突破其序列偏好,将可编辑范围提高10倍以上。此外,无识别序列偏好的切口酶Nt.BspD6I(C)和FokI-FokI(D450A),也能有效应用于mitoBEs系统。
      除A to G方向的编辑,TALE-MutH和TALE-rAPOBEC1-2×UGI的结合,可实现C to T的高效碱基转换。与DdCBE相比,mitoBEs具有链选择性偏好。此外,通过全基因组测序,mitoBEs在线粒体和细胞核中都没有检测到严重的脱靶编辑,证明其具有高度特异性和安全性。
      研究进一步尝试这一新型编辑器在疾病治疗中的应用。Leber遗传性视神经病变(LHON)是一种由线粒体基因突变引起的急性眼部疾病,患者均为成年人。研究利用环状RNA编码的mitoBEs,实现高效线粒体DNA链选择性碱基编辑,成功建立疾病模型。针对LHON患者来源细胞,使用环状RNA编码的mitoBEs,在目标位点实现约20%编辑效率,修复后的细胞具有更高的ATP含量和氧化呼吸水平,表明mitoBEs对线粒体遗传疾病具有治疗潜力。
      这是首次通过碱基编辑方式修正了线粒体的致病突变。由于理论上,可通过碱基编辑方式修正大多数线粒体疾病突变,为治疗重大疾病提供了有希望的治疗方法。此外,该技术也适用于细胞核基因组的碱基编辑,提示了治疗相关疾病治的潜力。(信息来源:生物世界)

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