DNA单碱基编辑技术，基因多位点单碱基编辑

DNA单碱基编辑技术，基因多位点单碱基编辑

基因编辑技术 CRISPR/Cas9 的出现**带来了曙光。然而现有的基因组编辑技术的效率仍然较低，对于不同的细胞类型或者状态编辑效果差别较大。同时，CRISPR/Cas9 技术在对靶点 DNA 进行编辑时会引入 DNA 双链断裂（DSB, Double-strand DNA Breaks），诱发细胞 DNA 修复机制，这往往会导致 DNA 靶点出现碱基随机插入或者缺失，大大降低基因编辑的效果。

两种单碱基基因编辑工具。**种可以将 C·G 碱基对转变为 T·A 碱基对，称为 CBE（Cytidine Base Editing）；第二种可以将 A·T 碱基对转变为 G·C 碱基对，称为 ABE（Adenine Base Editing）。

两种工具主要分为三种模块：

1. 脱氨酶模块：CBE 和 ABE 的编辑原理均为碱基脱氨反应，相应的脱氨酶将编辑位点的碱基脱氨产生另一种碱基。

2. dCas9/Cas9 Nickase 蛋白模块：通过结合 Guide RNA（gRNA），将脱氨酶模块引导到基因组的编辑位点；

3. 效率增强模块：用于提高基因编辑效率，避免细胞修复机制影响编辑效果。

接下来我将两种工具的开发过程进行介绍。我们可以将不同的 DNA 单碱基编辑工具看成一个软件或者 APP。每个软件都会经历版本更新，生物技术也是一样。每次对其修改都可以看成一次软件的更新。接下我们将按照 APP 更新的方式介绍 ABE 和 CBE 工具的开发过程。

CBE 的单碱基编辑过程

1.  Cytidine deaminase：碱基 C 的脱氨反应由 cytidine deaminase 催化，并且将碱基 C 变成碱基 U，而碱基 U 可以在随后的复制过程中被 DNA 聚合酶识别为碱基 T。

大多数已知的 cytidine deaminase 作用于单链 RNA，还有一部分 cytidine deaminase 能够作用于 DNA 单链。而近期一些研究表明 dCas9 靶向 DNA 形成的 RNA-DNA “R-Loop” 复合体中至少存在 9 个碱基处于未配对状态（单链）。这使得 dCas9 结合的 DNA（未配对部分）可以成为 cytidine deaminase 的作用底物，从而将 DNA 碱基 C 转变为碱基 U（T）。

2.  Editing Window：R-loop 区内可以被 CBE 酶脱氨的位点数量称为 Editing window。随着 XTEN linker 长度从 3 到 21 个氨基酸数量的增加，Editing windows 从 3 个碱基增加到 6 个碱基。但是随着 linker 的变化也会影响 CBE 酶的编辑效率。碱基编辑效率在 linker 为 9 个氨基酸的时候高。而 16 个氨基酸长度的 XTEN linker 在这两点性质上可以提供一个很好的平衡点：有效的脱氨基 editing window 大约为 5 个碱基，编辑区域为 Protopacer 内的第 4-8 号位点（将距离 PAM 的远端作为第 1 号位点；gRNA 结合在 DNA 上的位点一般为 23 个，靶向区共 20 个碱基，PAM 区共三个碱基）。

西安齐岳生物可提供的质粒构建服务包括：

（1）过表达质粒构建；

（2）诱导基因的定点突变；（单碱基突变，多碱基突变）

（3）构建基因截短体质粒；

（4）亚克隆质粒构建；

（5）通过慢病毒介导的基因过表达；

（6）通过构建shRNA慢病毒质粒实现基因的敲减

（7）通过CRISPR-Cas9技术实现基因敲除

注意事项：

本产品仅供科研使用，严禁用于人体或其他非科研用途。

使用过程中请佩戴手套和护目镜等防护用品，避免直接接触皮肤和眼睛。

请按照相关文献和相关安全规定进行操作，避免误用或滥用。如有侵权，可联系我们删除