2019年11月24日，玉米DNA指纹及分子育种北京市重点实验室基因组编辑团队在国际知名学术刊物BMC Plant Biology上发表了题为“Multiplex nucleotide editing by high-fidelity Cas9 variants with improved efficiency in rice”的研究论文。利用三种高保真Cas9变体在植物中实现了多靶点C/T碱基编辑和基因敲除，并降低了脱靶效应。

 碱基编辑技术(Base editing)是基于CRISPR/Cas系统发展起来的新型靶基因编辑技术，在2017年被Science杂志评为年度十大科学技术突破之一。由于单碱基基因编辑器不引入双链DNA断裂，被认为比传统方法更加高效而安全，2019年3月，中科院杨辉和高彩霞团队分别在Science杂志上发表研究论文，发现C/T单碱基编辑器系统可在小鼠胚胎以及水稻中导致单核苷酸脱靶突变，因此C/T单碱基编辑器保真性还需要进一步优化提高。

 本研究首先对PmCDA1和rAPOBEC1介导的两种常用的C/T碱基编辑器SpCas9-pBE和SpCas9-rBE在基因组多个位点进行了比较，发现pBE的碱基编辑效率明显高于rBE。在此基础上，将三种高保真eSpCas9(1.1)、SpCas9-HF2和HypaCas9分别与PmCDA1融合，形成三种新的碱基编辑器eSpCas9(1.1)-pBE、SpCas9-HF2-pBE、HypaCas9-pBE。当使用串联tRNA及强化的sgRNA进行多靶点编辑时，三种高保真酶碱基编辑器表现出不同的增效作用，其中eSpCas9(1.1)-pBE的效率最高可以提升25.5倍，并在多个靶点上保持着更低的脱靶效应。另外，本研究还对三种高保真酶在水稻中的基因敲除进行了系统分析，发现eSpCas9(1.1)和SpCas9本底效率相当，经过串联tRNA强化及sgRNA优化后都可以提升2-3倍。综上所述，在植物中进行碱基编辑或基因敲除，且需要更低的靶点依赖性脱靶效应时，高保真性的eSpCas9(1.1)可能是普通Cas9的理想替代酶。

 徐雯、宋伟为本文共同第一作者，杨进孝为本文通讯作者。本研究得到北京学者（BSP041）和皇家娱乐城 创新团队项目（JNKYT201603）资助。玉米基因组编辑团队是2017年由玉米DNA指纹及分子育种重点实验室引进建设的技术创新团队，目前主要聚焦于碱基编辑、精确替换、组学编辑及其在玉米和水稻等作物中的高效应用。这是该团队2019年在国际学术期刊上发表的第四篇高水平研究论文。

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