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综述:CRISPR碱基编辑器的发展与工程化历程:经验与启示
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月06日 来源:Cell Chemical Biology
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(编辑推荐)这篇综述系统梳理了CRISPR碱基编辑器(BEs)的研发历程,聚焦蛋白工程视角下的技术突破与挑战,涵盖传统胞嘧啶/腺嘌呤编辑器(CBEs/ABEs)、新型TadA衍生CBEs、颠换BEs及无CRISPR系统BEs等前沿进展,为精准基因组编辑领域提供重要参考。
CRISPR碱基编辑器(BEs)作为不依赖DNA双链断裂的精准基因组编辑工具,开启了核苷酸水平修饰的新纪元。其发展历程虽短暂却成果丰硕,不仅奠定了碱基编辑技术的基础,更为未来蛋白工程提供了宝贵案例。
传统CBEs与ABEs通过融合CRISPR-Cas9与脱氨酶实现C•G→T•A或A•T→G•C的转换。而新型TadA衍生CBEs通过工程化大肠杆菌tRNA腺苷脱氨酶(TadA)拓展了编辑范围。更具突破性的颠换BEs(如C→G编辑器)和双碱基编辑器(同时实现C→T与A→G)则进一步丰富了编辑工具箱。值得注意的是,CRISPR-free BEs通过替代引导系统(如PUF结构域)实现了非CRISPR依赖的靶向编辑。
编辑效率与精准度的平衡始终是核心难题。脱氨酶优化(如APOBEC1的理性设计)、Cas蛋白变体筛选(如nickase-Cas9)及连接肽改造显著提升了编辑性能。此外,编辑窗口的精确控制(通过UGI融合策略)和脱靶效应的抑制(如高保真Cas变体)成为技术迭代的关键。
尽管BEs在疾病模型构建(如点突变校正)和农业育种中展现潜力,其递送效率、大片段编辑能力及复杂基因组环境的适应性仍需突破。未来方向可能聚焦于新型脱氨酶挖掘、编辑范围拓展(如表观遗传标记编辑)以及体内递送系统的优化。
(注:全文严格基于原文内容缩编,未添加外部信息)
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