近日，中國農業科學院植物保護研究所作物病原生物功能基因組研究創新團隊利用基因組和轉錄組測序數據，系統分析了團隊開發的高效腺嘌呤堿基編輯器在DNA和RNA水平上的脫靶效應，為提高堿基編輯特異性提供了新策略。相關研究成果發表在《基因組生物學（Genome Biology）》上。
腺嘌呤堿基編輯器（ABE）是從CRISPR技術發展的在基因組指定位置上進行（A>G或C>T）編輯的編輯器，被廣泛應用于動植物育種、基因治療和基礎科學研究中,而脫靶效應是限制其應用的關鍵因素。ABE含有CRISPR和腺苷脫氨酶（TadA）兩個重要組分四套重要元件。
團隊人員對利用四套ABE基因編輯器創制的水稻植株進行了全基因組和轉錄組測序并進行了脫靶效應評估。系統分析表明，ABE可引起非sgRNA依賴的隨機脫靶效應。研究首次報道了腺苷脫氨酶TadA在RNA水平上引起序列依賴性的A>G脫靶效應，且腺嘌呤堿基編輯器表達水平是影響其脫靶效應的重要因素。當ABE從T1代水稻植株分離后，ABE在RNA上的脫靶效應隨之消失。同時，ABE在RNA的脫靶突變往往成簇存在，而DNA水平的脫靶突變則很少成簇出現。研究還發現ABE在整合到植物基因組之前和之后均可以引起靶位點堿基編輯。由同一再生愈傷分化的不同水稻植株含有相同T-DNA插入位點，而靶位點的堿基編輯卻可能不同，同時又含有一部分相同的脫靶位點。同時發現TadA、CRISPR、ABE的瞬時表達以及表達水平都會影響ABE的特異性，這一研究成果也為ABE的優化指明了新方向。
該研究得到國家自然科學基金、中央公益性科研機構基礎研究基金項目資助。（通訊員 歐陽燦彬）
原文鏈接：https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-022-02618-w
