头图来自：东方IC，本文来自微信公众号：生物探索（ID：biodiscover），作者：符苏
2016年，来自哈佛大学/Broad研究所的David R. Liu教授团队在《Nature》上发表了一项突破性成果——改造CRISPR-Cas9技术，研发出首个可编辑DNA单个碱基“魔剪”技术CBE（Cytosine Base Editor），可以将C-G碱基对转变成T-A碱基对。
时隔一年，该团队再次升级，获得可将A-T碱基对转变成G-C碱基对的碱基编辑器ABE（Adenine Base Editor）。
The enzyme that gives a powerful tool known as a “base editor” the ability to change DNA also has an off-target effect on RNA (above). NOBEASTSOFIERCE SCIENCE/ALAMY STOCK PHOTO
相比于传统切割DNA双链的CRISPR/Cas9技术相比，单碱基编辑器以脱氨酶来修饰特定的核苷酸，从而可靶向特定DNA（例如将胞嘧啶改变为胸腺嘧啶），其编辑效果更为精准，所以在疾病治疗、缺陷修复上被寄予了更大的希望。
然而现在，一样是发表在《Nature》期刊上的一项新研究却表明，单碱基编辑同样面临“脱靶”风险，会造成RNA突变。这可能会增加基于该技术的疗法的风险和复杂性，并妨碍其他应用。
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1161-z
CRISPR技术有很大的潜能，但是也存在很多潜在的安全问题，其中最为突出的就是脱靶效应（即编辑范围之外的DNA），但是过去的研究并没有探究其对RNA的影响。
在这项新研究中，来自麻省总医院的病理学家和分子生物学家J. Keith Joung和团队筛选了常见的单碱基编辑系统，将其应用于人类肝脏和肾脏细胞。
结果显示，脱氨酶会改变RNA，将其胞嘧啶（cytosines）转变成尿嘧啶（uracil），从而导致蛋白质编码和非编码序列的突变。而且这种突变数量是成千上万的。
J. Keith Joung教授
“这个结果提醒我们，当考虑基因编辑的脱靶效应时，需要考虑得不仅仅是遗传改变。” J. Keith Joung强调道。他们并不认为这是给单碱基编辑器泼冷水，而是提醒改良版的CRISPR-需要进一步完善才能安全地应用于基础研究和临床。
欣慰的是，Keith Joung团队发现，通过优化两种单碱基编辑的关键酶，可以大大减少RNA脱靶效应，将RNA变异率减少390倍和3800倍。而且，这些改良酶表现出更精准的DNA编辑效率。
David R. Liu教授对此表示，他自己的实验室也对RNA脱靶效应进行了水平，发现其变异水平低于Keith Joung研究的水平。他认为，一些差异可能与分析方式有关，而不是单碱基编辑的真实差异。“或许我们可以设计仅适用于RNA或者DNA的碱基编辑。”他预期道。
参考资料：
[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
本文来自微信公众号：生物探索（ID：biodiscover），作者：符苏