Science | 最新碱基编辑器ABE8e在DNA上的催化脱氨速度比早期ABEs快千倍以上，将显著提高单碱基编辑效率！

CRISPR-Cas9引导的碱基编辑器将细胞DNA中的A•T转换为G•C，或C•G转换为T•A，以进行精确基因组编辑。CRISPR-Cas9碱基编辑器由RNA引导的Cas蛋白融合到一种酶上，这种酶可以使DNA核苷脱氨。没有一种天然的酶能使DNA中的腺嘌呤脱胺，所以当一种天然转移RNA脱氨酶与Cas9融合并进化出一种对DNA起作用的腺嘌呤碱基编辑器(ABE)时，一个突破出现了：进一步的进化产生了ABE8e酶，它催化脱氨的速度比早期ABEs快1000倍以上。

近日，CRISPR基因编辑奠基人 Jennifer Doudna 在 Science 杂志发表了题为“DNA capture by a CRISPR-Cas9–guided adenine base editor”的论文，首次解析了单碱基编辑器ABE8e的超高分辨率冷冻电镜结构，揭示了ABE8e如何实现DNA上的快速脱氨，为单碱基编辑技术的改进和安全应用铺平了道路。

相比之前版本的ABE编辑器如ABE0，ABE7.10和miniABEmax，最新版本的ABE8e编辑器速度非常快，在15分钟内就完成了近100％的预期单碱基编辑。动力学和结构数据表明，ABE8e催化DNA脱氨的速度比早期ABE快约1100倍。

为了了解ABE编辑器进行DNA腺苷脱氨的分子基础，研究团队使用冷冻电镜解析了ABE编辑器3.2Å分辨率的SpCas9-ABE8e配合物的低温电镜结构。这是人类首次观察到正在工作中的单碱基编辑器。也首次了解到融合后的ABE编辑器实际上仍然分相对独立的两个模块在工作，这让我们看清了Cas9融合蛋白的融合模式，也为我们搞清楚Cas9蛋白哪个区域更适合融合带来了前所未有的视角。

与Cas9蛋白融合后的脱氨酶蛋白始终处于活跃状态，Cas9蛋白和脱氨酶融合蛋白在细胞核内工作时，它们需要结合DNA并释放，反复这一过程数百乃至数千次，才能找到预期的真正结合位点。