AID介导的原位靶点突变——哺乳动物DNA碱基编辑新技术

单核苷酸的多样性是遗传多样性的主要来源, 是人类个体差异的重要遗传学基础, 同时也是分子进化的动力和很多疾病的直接诱因。然而, 在哺乳动物中, 仍然缺乏有效诱导单核苷酸的突变的工具, 无法通过实验高效和高通量地研究单核苷酸突变的功能。现有的大部分实验技术只能扰乱基因的功能或者表达, 造成基因功能缺失, 对诱导新功能的获得无能为力。而利用靶向性胞嘧啶脱氨酶介导的碱基编辑(targeted AID-mediated mutagenesis, TAM)技术, 可以在sgRNA靶向的基因组DNA上, 将胞嘧啶和鸟嘌呤随机地向其他三个碱基转变, 因而产生海量的突变体, 结合遗传筛选, 从而分析单核苷酸突变的功能或诱导蛋白质的体内进化。同时, 在一种多肽抑制剂(uracilglycosylase inhibitor, UGI)的辅助下, TAM可以诱导特定的胞嘧啶向胸腺嘧啶转变, 实现单碱基的精确编辑, 为治疗单核苷酸突变诱导的遗传病提供方案。利用这项技术, 已经在慢性骨髓瘤细胞中,成功筛选出已报道的以及新的Imatinib耐药性位点。因此, 作为高效的哺乳动物DNA碱基编辑新技术, TAM可以广泛应用于蛋白质工程、分子遗传学研究和基因治疗等领域。