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World File Search System脱氨酶
复制周期定时确定噬菌体对胞苷脱氨酶毒素/抗毒素细菌防御系统的敏感性
毒素 - 抗毒素（TA）系统是细菌用来调节噬菌体防御等细菌过程的普遍存在的两基因基因座。在这里，我们演示了一种新型III型TA系统AVCID的机制，并激活了对噬菌体感染的抵抗力。系统的毒素（AVCD）是一种脱氧胞苷脱氨酶，将脱氧胞苷（DC）转化为脱氧尿苷（DU），而RNA抗毒素（AVCI）抑制AVCD活性。我们已经表明，AVCD在噬菌体感染时脱氨基核苷酸脱氨基核苷酸，但是激活AVCD的分子机械词是未知的。在这里我们表明，AVCD的激活是由噬菌体诱导的宿主转录抑制，导致不稳定AVCI的降解。AVCD激活和核苷酸耗竭不仅减少噬菌体复制，而且还增加了缺陷的噬菌体形成。令人惊讶的是，AVCID不抑制的T7等噬菌体的感染也导致AVCI RNA抗毒素降解和AVCD激活，这表明AVCI的耗竭不足以赋予对某些噬菌体的保护。相反，我们的结果支持像T5这样较长复制周期的噬菌体对AVCID介导的保护敏感，而像T7这样的复制周期较短的噬菌体具有抗性。
生命编辑基因编辑——随时随地进行编辑
双链断裂：双链断裂涉及核酸酶切割 DNA 的两条链，从而实现在切割位点的基因删除（敲除）或插入/修复（敲入）。我们的核酸酶的 PAM 多样性允许在基因组的几乎任何地方引入敲除或敲入编辑。碱基编辑：碱基编辑将一个核苷酸（碱基）转换为另一个核苷酸，而无需切割 DNA 的两条链。这是通过将经过修改以仅切割一条 DNA 链的核酸酶与编辑目标核苷酸的脱氨酶偶联来实现的。我们的模块化碱基编辑方法将我们的专有核酸酶和脱氨酶彼此偶联。
单次静脉注射合成外泌体递送的 CRISPR 基因后，成功将阿尔茨海默病模型小鼠脑中的载脂蛋白 E4 编辑为 E3
图 1 . ApoE4 gRNA 变体、PAM 位点和 E4 ARG 到 E3 CYS 的碱基编辑。（A）显示的是 gRNA #1 和 #2，它们以 APOE4 序列“C”为目标，并分别在位置 #8 和 #5 处将其与胞嘧啶脱氨酶胞嘧啶编辑窗口对齐（框出）。密码子 112 中的“C”到“T”碱基编辑导致 ARG 到 CYS 替换，从而产生 ApoE3。（B）显示了 CBE（Cas9n、evoAPOBEC1 和 UGI）、E4 特异性 gRNA 和 sgRNA 以及 ApoE4 基因复合物。目标胞嘧啶“C”显示在胞嘧啶脱氨酶 evoAPOBEC1 酶附近。选择了两个候选 CBE，pBT375 和 pYE1BE4max，34 进行合成和测试，
腺嘌呤碱基编辑能够在相关的体外和体内模型中持续降低两种主要的 HBV 标志物 HBsAg 和 HBV DNA
图 1. (A) 起始 DNA 序列，其中包含目标碱基对 (A:T)。(B) 腺嘌呤碱基编辑器 (ABE) 由进化的 TadA* 脱氨酶 (淡紫色) 和部分失活的 CRISPR-Cas 酶 (灰色) 组成。碱基编辑器与与向导 RNA (洋红色) 互补的目标序列结合，并暴露一段单链 DNA。(C) 脱氨酶将目标腺嘌呤转化为肌苷 (DNA 聚合酶将其读取为鸟嘌呤)，Cas 酶切口 (▲) 另一条链。(D) 切口链被修复，完成从 A:T 到 G:C 碱基对的转换。
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。
加州大学圣地亚哥分校
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。
利用单体 TALE 进行广泛质体基因组编辑...
编辑质体基因组有助于了解质体基因的分子功能和设计作物所需的性状（Maliga，2022 年）。DddA 衍生的胞嘧啶碱基编辑器 (DdCBE) 能够在线粒体和质体基因组中进行 C 到 T 的编辑（Kang 等人，2021 年；Li 等人，2021 年；Mok 等人，2020 年；Nakazato 等人，2021 年）。最近，Cho 等人（2022 年）开发了 TALE 连接脱氨酶 (TALED)，可以催化人类线粒体中的 A 到 G 碱基转化。利用 DddA 毒性的发现（Cho et al ., 2022 ），我们通过探索两种胞苷脱氨酶生成了用于质体编辑的新型单体 TALE 连接的 CBE：具有宽编辑窗口的人类 APOBEC3A 变体（hA3A-Y130F）（Ren et al ., 2021 ）和基于 TadA 的改良胞苷脱氨酶（Lam et al ., 2023 ），分别生成 mTCBE 和 mTCBE-T。此外，我们还探索了一种可以同时脱氨胞嘧啶和腺嘌呤的 TadA 衍生脱氨酶（Lam et al ., 2023 ），以设计一种双碱基编辑器，名为 mTCABE-T。这些脱氨酶此前均未在植物或人类的细胞器基因组编辑中进行过研究。我们首先组装了针对三个水稻质体基因的左或右 TALE 阵列，这三个基因编码光系统 II 的核心成分（ OsPsbA ）、光系统 I （ OsPsaA ）和 30S 核糖体亚基 RNA 成分（ Os16SrRNA ）。构建了三个单体质体碱基编辑器以及 DdCBE 和 Split-TALED 对照，用于在水稻中表达（图 1a ）。我们通过靶向扩增子深度测序评估了再生水稻愈伤组织中的碱基编辑效率。令人印象深刻的是，mTCBE 诱导了高效的 C 到 T 转换，在 OsPsbA 、OsPsaA 和 Os16SrRNA 处的平均编辑频率分别为 42.3%、21.6% 和 19.4%（图 1b-d）。 DdCBE 催化 C 到 T 的转化，在这些目标位点的平均编辑效率分别为 7.8%、33.5% 和 34.2%（图 1b-d）。相比之下，mTCBE-T 的效率低于 mTCBE，C 到 T 的编辑效率为
5mC 选择性脱氨酶的发现及其在碱基分辨率甲基化位点超灵敏直接测序中的应用
摘要 挖掘噬菌体中的新酶活性对于开发新的生物技术工具仍然很重要。在本研究中，我们使用 MetaGPA（一种将宏基因组数据中的基因型与表型联系起来的方法）来识别脱氧胞苷脱氨酶，这是一种与宏病毒组中的胞嘧啶修饰高度相关的蛋白质家族。出乎意料的是，这些脱氨酶的一个子集在单核苷酸和单链 DNA 底物中都表现出对 5-甲基胞嘧啶 (5mC) 的偏好，而不是胞嘧啶 (C)。在甲基化组测序工作流程中，这些酶优先脱氨 5mC，这使得甲基化胞嘧啶能够直接转化，同时完全消除任何未修饰胞嘧啶的背景脱氨。这种直接转换允许以单碱基分辨率精确识别甲基化位点，具有无与伦比的灵敏度，为基因组和甲基化组的同时测序提供了广泛的应用。
accubasetm胞质基础编辑
Accubase™是由基本治疗剂设计的，由Kactus为全球销售制造而设计的胞嘧啶基本编辑器。它创造性地将脱氨酶嵌入了CAS蛋白中，以防止脱氨酶与非目标位点的随机结合，从而显着降低了靶向的发生，同时仍保持较高的编辑效率。使用我们的蛋白质工程和表达平台，结构辅助多路复用筛选（SAMS™），Kactus成功地制造了DNA基础编辑器。我们通过筛选Accubase™蛋白表达系统，优化纯化过程并执行配方开发来最大程度地提高Accubase™的稳定性，纯度和活性。Accubase™是一种可将C•G碱基对转换为t•碱基对的胞嘧啶碱基编辑器。
全局量化揭示了碱基编辑器的大量低水平脱靶活动
碱基编辑器是专门设计的脱氨酶，能够以精确有效的方式定向转换基因组或转录组中的特定碱基，并有望纠正致病突变。限制这种强大方法应用的一个主要问题是脱靶编辑问题。最近的几项研究表明碱基编辑器会诱导大量脱靶 RNA 活性，并证明脱靶突变可能会被改进的脱氨酶版本或优化的向导 RNA 抑制。在这里，我们描述了一类新的脱靶事件，这些事件对于现有的检测基因组变异的方法来说是不可见的，因此迄今为止一直被忽视。我们表明，非特异性、看似随机的脱靶事件会影响整个基因组或转录组中的大量位点，并占脱靶活动的大多数。我们开发并采用一种对随机脱靶活动敏感的不同互补方法，并使用它来量化由于当前优化的脱氨酶编辑器而导致的大量脱靶 RNA 突变。我们提供了一种计算工具来量化全局脱靶活动，可用于优化未来的碱基编辑器。工程碱基编辑器能够以单碱基分辨率定向操纵基因组或转录组。我们相信，实施这种计算方法将有助于设计更具体的碱基编辑器。