单碱基编辑技术以其高效和精确的基因编辑能力，成为目前最有希望治愈各种遗传疾病的明星工具。但由于Cas9蛋白本身存在的Cas9依赖性脱靶一直无法解决，人们依然对其临床应用的安全性表示担忧。近日，五邑大学生物科技与大健康学院张焜教授、广东省医学大动物模型重点实验室赖良学研究员和邹庆剑副教授团队合作，以五邑大学为第一单位在MolecularTherapy（IF：11.45）在线发表了题为“Eliminating predictable DNA off-target effects of cytosine base editor by using dual guiders including sgRNA and TALE”的研究论文，成功构建了新型安全高效的单碱基基因编辑系统。

该论文首次将胞苷脱氨酶与转录激活因子样效应子（TALE）融合，并结合gRNA/nCas9，开发了一种名为TaC9-CBE的新型碱基编辑系统。该系统仅在TALE和Cas9共同靶位点进行高效编辑，而在脱靶位点没有编辑作用。gRNA/nCas9复合物在gRNA引导下结合到目标DNA位点，打开双链并切割靶向DNA单链。同时，TALE-腺苷脱氨酶融合蛋白也结合到靶位点，脱氨酶对单链DNA进行编辑，实现靶位点的C到T突变。而在脱靶位点，由于gRNA/nCas9复合物不形成DSB，也没有脱氨酶组分，不会进行基因编辑；同理，TALE-胞苷脱氨酶融合蛋白由于无法形成ssDNA，脱氨酶也不能行使碱基编辑作用。研究结果证实，TaC9-ABE碱基编辑系统在保证高效单碱基编辑的同时，对gRNA依赖的脱靶位点以及TALE依赖的脱靶位点进行深度测序均未检测到脱靶现象。该研究为基因编辑动植物的培育和人类遗传性疾病的基因治疗提供了一个安全的单碱基编辑工具。

张焜教授博士生周继曾、赖良学研究员博士生刘洋、硕士生魏愈惠和郑淑文为论文共同第一作者。

另外，该团队于2022年3月利用相同原理开发了一种不产生Cas9依赖性脱靶的新型腺嘌呤碱基编辑系统TaC9-ABE。相关成果以Elimination of Cas9-dependent off-targeting of adenine base editor by using TALE to separately guide deaminase to the target site为题在线发表在Cell Discovery杂志上。该研究再次证实了此基因编辑系统的广泛应用价值。

广东省医学大动物模型重点实验室由五邑大学和中国科学院广州生物医药与健康研究院共同建设，于2021年3月正式获批成立。近三年，五邑大学筹集资金近4亿元，建设国际一流医学大动物模型研究基地；吸引了包括韩国科学院院士在内的大动物模型研究专家和国内外优秀青年博士。近一年时间，在大动物模型、基因编辑和肝脏人源化等领域取得了重要突破，相关论文发表于MolecularTherapy,CellDiscovery,AdvancedScience以及Hepatology等国际高水平学术期刊上。（文/图  生物科技与大健康学院）