碱基编辑器的研发及其应用

基因编辑技术可以通过靶向插入、敲除或替换的方法来改变或者修复目的基因.基于规律成簇间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeat,CRISPR)及其相关蛋白(CRISPR-associated,Cas)开发出的单碱基编辑器(base editor,BE)是一类不依赖于DNA双链断裂便可以实现高效单碱基替换的新一代基因编辑工具,包括胞嘧啶碱基编辑器(CBE)、腺嘌吟碱基编辑器(ABE)以及腺嘌呤胞嘧啶双碱基编辑器(A&CBE)等.碱基编辑器经过一系列的优化和改进有望为点突变型遗传病患者提供可行的临床治疗新手段.同时,基于锌指(zinc-finger,ZF)、转录激活样效应因子(transcription activator-like effector,TALE)结构开发出的线粒体碱基编辑器填补了线粒体基因编辑的空白.该文对各类碱基编辑器的研发、优化及分类进行了概述,并总结了利用碱基编辑器在模式动物小鼠(Mus musculus)和斑马鱼(Danio rerio)中模拟人类点突变遗传病并进行基因修正编辑的进展,以及碱基编辑工具在植物育种等方面的研究现状.