湯瑋欣／可愛龍團隊開發基于IscB的微型基因編輯工具

　　近年來，劉如謙團隊等在CRISPR-Cas系統的基礎上，開發了新一代基因編輯系統——堿基編輯（BE）、先導編輯（PE）。其中，堿基編輯能夠在基因組靶位點有效地轉換單個堿基，而不會引起DNA雙鏈斷裂。目前，研究人員已經開發了CBE、ABE、CGBE、AYBE等多種堿基編輯器。

　　IscB被認為是Cas9的祖先，具有與Cas9相似的結構域，但IscB較小的體積更適合通過腺相關病毒（AAV）進行遞送，被認為是開發微型堿基編輯器的理想候選者。

　　2024年7月8日，芝加哥大學湯瑋欣團隊與耶魯大學可愛龍團隊合作，在 Nature 子刊 Nature Chemical Biology 上發表了題為： Assessing and engineering the IscB–ωRNA system for programmed genome editing 的研究論文【1】。

　　該研究通過工程改造，開發了增強型OgeuIscB-ωRNA系統，在人類基因組中實現了高效且特異性的基因編輯和堿基編輯。

　　IscB-ωRNA是CRISPR-Cas9的祖先，因其體積小巧且機制與Cas9相似，是一種有吸引力的體內基因組編輯系統。然而，野生型IscB-ωRNA系統在人類細胞中的編輯活性有限。

　　在這項研究中，研究團隊開發了增強型OgeuIscB，其相比野生型OgeuIscB具有8個氨基酸替換，在體外DNA結合親和力方面增加了4倍，在人類細胞中誘導插入-刪除（indel）的效率提高了30.4倍。增強型OgeuIscB-ωRNA系統在人類基因組的26個靶位點進行了有效編輯，插入-刪除效率高達87.3％，堿基編輯效率高達62.2％。

　　野生型和工程化改造的OgeuIscB-ωRNA在編輯人類基因組時均表現出中等的保真度，脫靶情況揭示了靶標選擇的關鍵決定因素，包括NARR靶標鄰近基序（TAM）和R-loop中靠近TAM的14個核苷酸。

　　總的來說，該研究開發的工程化改造的OgeuIscB-ωRNA系統是可編程的，有效的，并且對人類基因組編輯具有足夠的特異性。