基于定向进化策略的高精度胞嘧啶碱基编辑器开发及其精准基因组编辑应用

来自国际团队的研究人员通过定向进化技术改造大肠杆菌tRNA腺苷脱氨酶(TadA)，开发出16种NCN序列特异性的新型胞嘧啶脱氨酶变体。该研究成功实现单碱基分辨率编辑，精准纠正81.5%临床变异数据库(ClinVar)记录的致病性T:A-to-C:G突变，并建立KRASG12D和TP53R248Q癌症驱动突变模型，为基因治疗提供可定制化工具。

碱基编辑器(BEs)作为胞嘧啶/腺嘌呤脱氨酶与失活CRISPR蛋白的融合体，能实现基因组中C:G→T:A(CBEs)或A:T→G:C(ABEs)的特定位点转换。传统编辑器存在编辑窗口内非特异性修饰的局限。研究团队另辟蹊径，通过对大肠杆菌tRNA特异性腺苷脱氨酶(TadA)进行核苷酸上下文特异性改造，系统开发出覆盖所有-1/+1位点组合的16种NCN特异性脱氨酶变体。这些分子工具成功应用于两大场景：在临床变异纠正方面，相比传统CBEs实现81.5%病例更高编辑精度；在疾病建模方面，精准构建KRAS^G12D(ACC)和TP53^R248Q(CCG)致癌突变体。该策略为开发临床级精准编辑器提供了普适性技术路线。