10月10日，國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《自然-方法（Nature Methods）》在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院/上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院健康科學(xué)研究所常興研究組題為“Targeted AID -mediated mutagenesis (TAM) enablesefficient genomic diversification in mammalian cells”的最新研究成果,，報(bào)道了利用靶向性胞嘧啶脫氨酶在體內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效率和高通量的DNA堿基編輯的新方法,。
單核苷酸的多樣性是遺傳多樣性的主要來源，是分子進(jìn)化的動(dòng)力和很多疾病的直接誘因,。然而由于哺乳動(dòng)物基因組的高度穩(wěn)定性,，在哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)很難高效和高通量地誘導(dǎo)單核苷酸的突變，進(jìn)而研究這些突變的功能,。雖然通過CRISPR等基因編輯技術(shù),，可以實(shí)現(xiàn)較高效的DNA切割和基因敲除，但由于同源重組(HDR)的效率低下,，現(xiàn)有的CRISPR技術(shù)對(duì)于體內(nèi)構(gòu)建單核苷酸突變?nèi)蕴幱诘托щA段,。
靶向性AID介導(dǎo)的核苷酸突變（TAM）這種新的研究方法，有可能改變這一現(xiàn)狀,。有別于絕大多數(shù)體細(xì)胞基因組,，適應(yīng)性免疫系統(tǒng)在淋巴細(xì)胞發(fā)育過程中可以進(jìn)行高效編輯，對(duì)抗原受體進(jìn)行高效突變,，產(chǎn)生近乎無(wú)限的抗原受體庫(kù),，用以抵御可能的病原體入侵,。受這一“突變自我”機(jī)制的啟發(fā)，博士研究生馬云青和張佳元在常興研究員的指導(dǎo)下發(fā)現(xiàn),，當(dāng)把核酸酶缺陷的Cas9蛋白和誘導(dǎo)抗體高頻突變的胞嘧啶脫氨酶AID融合后,，在sgRNA靶向的基因組DNA上，胞嘧啶和鳥嘌呤可以隨機(jī)地向其它三個(gè)堿基轉(zhuǎn)變,。這一新方法可以對(duì)細(xì)胞內(nèi)的特定DNA序列進(jìn)行多樣化,，完成遺傳篩選，從而分析單核苷酸突變的功能,。同時(shí)在一種多肽抑制劑的輔助下,，dCas9-AID可以誘導(dǎo)特定的胞嘧啶向胸腺嘧啶轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)單堿基的精確編輯,。該研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步證明,，利用這一方法可以快速有效地模擬腫瘤細(xì)胞體內(nèi)耐藥機(jī)制的異質(zhì)性，預(yù)測(cè)可能的腫瘤耐藥性突變,，進(jìn)而改良小分子抑制劑和研究小分子與蛋白質(zhì)靶點(diǎn)的相互作用,。該研究成果為分子進(jìn)化、基因治療和在單堿基水平上分析基因調(diào)控元件等領(lǐng)域提供新的方法,。
該工作得到了科技部,、國(guó)家自然科學(xué)基金委、和上海市科委的相關(guān)資助,。
dCas9-AID融合蛋白,，被sgRNA招募到相應(yīng)的基因組DNA上，隨機(jī)誘導(dǎo)胞嘧啶和鳥嘌呤的點(diǎn)突變,，從而實(shí)現(xiàn)體內(nèi)特定DNA序列的多樣化,，通過遺傳篩選，高通量分析單核苷酸突變的功能,。
