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教授亚历克西斯·科莫尔
摘要：在 2016 年碱基编辑技术发展之前，基因组编辑技术通过在目标基因组位点引入双链 DNA 断裂 (DSB) 作为基因组编辑的第一步来发挥作用。这通常使用 Cas9（一种可编程的核酸内切酶）和一段称为向导 RNA (gRNA) 的 RNA 来实现，该 RNA 编码了 Cas9 将使用简单的 Watson-Crick-Franklin 碱基配对规则结合和切割的基因组位置。DSB 的细胞处理会产生多种基因组编辑产物，包括精确编辑结果以及插入和删除 (indel) 副产物。自 1990 年代基因组编辑领域成立以来，indel 与精确产物的高频率一直是该领域的长期挑战。在这里，我将介绍我的实验室为开发具有更高效率和精度的新基因组编辑方法所做的努力。其中包括开发新的碱基编辑器（BE）工具，以及提高依赖 DSB 方法的精度的新方法。
这是以下文章的同行评审版本：Ranzau、Brodie L.、Rallapalli、Kartik L.、Evanoff、Mallory、Paesani、Francesco、Komor、Ale
碱基编辑器是一种基因组编辑工具，可通过对 DNA 中的核碱基进行化学修饰来实现位点特异性碱基转换。腺嘌呤碱基编辑器 (ABE) 利用腺苷脱氨酶将目标腺苷修饰为肌苷中间体，从而将 DNA 中的 A•T 转换为 G•C 碱基对。由于缺乏可以修饰 DNA 的天然腺苷脱氨酶，ABE 是从 tRNA 脱氨酶 TadA 进化而来的。之前利用由野生型 (wt) TadA 组成的 ABE 进行的实验未显示对 DNA 的可检测活性，因此需要定向进化以使该酶能够接受 DNA 作为底物。在这里，我们表明 wtTadA 可以在细菌和哺乳动物细胞中的 DNA 中进行碱基编辑，对 TAC 的序列基序有严格的要求。我们利用这一发现优化了报告基因检测，以检测低至 0.01% 的碱基编辑水平。最后，我们将该分析与完整 ABE：DNA 复合物的分子动力学模拟结合使用，以更好地了解突变 TadA 变体的序列识别如何随着它们积累突变而变化，从而更好地编辑 DNA 底物。