在一項新的研究中，來(lái)自美國布羅德研究所、哈佛大學(xué)和波士頓兒童醫院的研究人員利用一種稱(chēng)為“噬菌體輔助的堿基編輯器連續進(jìn)化（phage assisted continuous evolution of base editors, BE-PACE）”的系統開(kāi)發(fā)出一種改進(jìn)堿基編輯器的編輯效率的新方法。相關(guān)研究結果于2019年7月22日在線(xiàn)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及其作用機制。
CRISPR基因編輯系統的開(kāi)發(fā)使得通過(guò)對基因進(jìn)行編輯來(lái)阻止遺傳性疾病成為可能。但是這種系統的問(wèn)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(jìn)行了編輯。正因為如此，科學(xué)家們正在尋求提高這些系統的編輯準確性的方法，使得它們足夠安全而可用于人類(lèi)患者。
在這項新的研究中，這些研究人員開(kāi)發(fā)出一種稱(chēng)為BE-PACE的系統，它可用于改進(jìn)胞嘧啶堿基編輯器（CBE）。他們利用他們的系統進(jìn)化出一種稱(chēng)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(jìn)行編輯的效率是現有系統的26倍，即便它對所有其他的測試序列中的胞嘧啶進(jìn)行編輯時(shí)，也仍然保持較高的編輯效率。他們進(jìn)一步報道對一種經(jīng)過(guò)進(jìn)化的稱(chēng)為evoFERNY的脫氨酶的測試結果表明它比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，這導致GC基序發(fā)生較差的脫氨作用。為了克服這個(gè)問(wèn)題，他們使用了PACE系統，這是因為它們能夠在一天內進(jìn)行多代選擇、突變和復制。他們的目標是構建出具有改善的靶向能力的堿基編輯器。他們報道，他們開(kāi)發(fā)的BE-PACE系統在過(guò)夜的宿主細胞培養物中以幾乎十倍的噬菌體增殖速率進(jìn)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(chēng)堿基編輯器噬菌體）的選擇性提高了1000倍。
這些研究人員還構建出另一種BE-PACE系統來(lái)解決APOBEC1的序列限制問(wèn)題。這導致他們開(kāi)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(shí)它們在堿基編輯上得到改進(jìn)，他們對BE4max堿基編輯器的幾種進(jìn)化的脫氨酶變體進(jìn)行了亞克隆，并使用向導RNA將它們插入到測試細胞中。
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