方法》：新的单碱基编辑工具高效又安全(2)

论文共同通讯作者、中科院马普计算生物学研究所研究员李亦学在接受《中国科学报》采访时说，在脱靶效应检测中，计算生物学能提供详细的计算方法和模式，从而通过分析实验数据快速获得结论，分析脱靶的程度和危害。

CBE突变体的DNA和RNA脱靶评估     受访者供图

而在改进单碱基编辑工具时，计算生物学则发挥了强大的运算能力：利用高通量的生物信息学手段来筛选脱氨酶改造的目的位点。这对今后的研究有很大的启示作用。

“我们利用同源序列比对的方法，预测了结构未知的脱氨酶与ssDNA或RNA结合的区域，并在这个区域的重要氨基酸上引入了特定的突变。通过改变蛋白构象，消除了脱氨酶与ssDNA或RNA的结合能力。”论文共同第一作者、中科院分子细胞卓越创新中心博士孙怡迪告诉《中国科学报》。

他们一共构建了23个CBE突变体，并全面检测突变体是否存在全基因范围内的脱靶。其中 4个突变体既不会影响基因编辑效率，还能够降低随机脱靶效应。

“我们优化了上述CBE突变体，增加标签和核定位序列，在高保真的情况下，显著提高了基因编辑效率，从而成为既安全又高效的新的基因编辑工具YE1-BE3-FNLS。”杨辉说，这一新工具有望应用于遗传疾病基因治疗，推动基因编辑临床化应用。

YE1-BE3-FNLS表现出最高的目的位点编辑效率、最低的by-stander编辑和最低的indel频率。   受访者供图

离商业化还有很长的一段路

上述研究结果和David Liu团队今年2月10日发表在《自然—生物技术》的研究结论一致。两篇文章都报道YE1在保持较高的编辑效率的同时降低了DNA和RNA上的脱靶。

但杨辉团队基于GOTI的方法是不受限制的，不仅可以检测单碱基编辑器，还可用于其它基于融合蛋白的基因编辑工具的安全性检测和改进。

“我们希望GOTI技术能成为用于检测基因编辑脱靶的金标准。”杨辉说，无论基因编辑技术的科学研究，还是遗传病的基因疗法，都应该用高效准确的检测方法去评估其安全性，也就是脱靶效应。

“在实验室阶段还是比较容易实现GOTI技术的。但如果应用于临床，则还有很多需要优化和降低成本的工作。从提出思路和方向到真正实现商业化，还有很长的一段路要走。”李亦学说。

左二伟认为，新的单碱基编辑工具对于基因治疗中常用的载体腺相关病毒来说，“体积有点大”。这是他们未来需要改进的地方。

“这项技术需要直接消化掉整个小鼠的发育良好的胚胎，这种操做很难用在人的身上。”孙怡迪说，新的基因编辑技术如何实现无创伤检测风险，是一件值得思考的事。

杨辉则强调，目前对脱靶效应的检测、对单碱基编辑工具的改进等，都是在实验室完成的，“我们已经解决了基因编辑技术的安全性和有效性。”而基因治疗的安全性和有效性尚待动物试验和临床试验进一步地验证。