我们报告了通过体细胞核移植 (SCNT) 和胚胎碱基编辑克隆了一只 12 岁的转基因绿色荧光蛋白 (GFP) 猴,同时对腺嘌呤碱基编辑器 (ABE) 进行了安全性评估。我们首先展示了 ABEmax 通过在 293T 细胞中对 GFP 序列进行 A 到 G 编辑来沉默 GFP 的能力。随后,使用表达 GFP 的猴子的供体细胞,我们成功生成了 207 个 ABEmax 编辑 (SCNT-ABE) 和 87 个野生型 (SCNT) 胚胎,用于胚胎移植、基因分型以及基因组和转录组分析。使用一种名为 OA-SCNT 的新方法,对 SCNT-ABE 和 SCNT 胚胎进行比较以进行脱靶分析,而无需遗传变异的干扰。在编辑的猴胚胎中,ABEmax 不会诱导明显的脱靶 DNA 突变,但会诱导广泛的脱靶 RNA 突变,其中 35% 是外显子。研究结果为ABE的临床应用提供了重要参考。
摘要 碱基编辑有可能改善农业中的重要经济性状,并且可以精确地将 DNA 或 RNA 序列中的单个核苷酸转换为最小的双链 DNA 断裂 (DSB)。腺嘌呤碱基编辑器 (ABE) 是最近出现的用于将目标 A:T 转换为 G:C 的碱基编辑工具,但尚未在绵羊身上使用。ABEmax 是 ABE 的最新版本之一,它由催化受损的核酸酶和实验室进化的 DNA 腺苷脱氨酶组成。骨形态发生蛋白受体 1B (BMPR1B) 基因中的 Booroola 繁殖力 (FecB B) 突变 (g.A746G, p.Q249R) 会影响许多绵羊品种的繁殖力。在本研究中,通过使用 ABEmax,我们成功获得了具有确定点突变的羔羊,这些突变导致氨基酸替换 (p.Gln249Arg)。在新生羔羊中,定义的点突变效率为 75%,因为六只羔羊在 FecB B 突变位点 (g.A746G, p.Q249R) 处为杂合子,两只羔羊为野生型。我们在八只经过编辑的羔羊中未检测到脱靶突变。在此,我们报告了由 ABE 生成的首只基因编辑绵羊的验证,并强调了其改善牲畜经济重要性状的潜力。
图 1. 开发腺嘌呤碱基编辑来纠正 SMN2 外显子 7 C6T。a、未受影响个体和脊髓性肌萎缩症 (SMA) 患者的 SMN1 和 SMN2 示意图。SMN1 中的突变会导致 SMA,因为 SMN 蛋白会消耗,而这可以通过编辑 SMN2 来恢复。b、与 SMN1 相比,SMN2 外显子 7 C 到 T (C6T) 多态性的示意图,其中有碱基编辑器 gRNA 靶位及其估计的编辑窗口。cd、当使用由腺嘌呤脱氨酶结构域 ABEmax 33,38、ABE8.20m 35 和 ABE8e 36 与野生型 SpCas9(面板 c)或 SpRY 37(面板 d)融合的 ABE 时,对 SMN2 C6T 靶向腺嘌呤和其他旁观者碱基进行 A-to-G 编辑,通过靶向测序进行评估。 e,使用 SpRY 或其他宽松 SpCas9 PAM 变体 43 对 SMN2 外显子 7 中的腺嘌呤进行 A 到 G 编辑,通过靶向测序进行评估。图 ce 中的数据来自 HEK 293T 细胞中的实验;n = 3 个独立生物学重复的平均值、sem 和单个数据点。