單堿基突變是人類遺傳疾病主要致病原因之一,。通過(guò)CRISPR/Cas9結(jié)合NHEJ或者HDR方式修復(fù)堿基突變的方法,，已經(jīng)在動(dòng)物模型上實(shí)現(xiàn)了治療類人遺傳疾病的目的,。但在CRISPR/Cas9介導(dǎo)的修復(fù)方法中,，同時(shí)在大量細(xì)胞誘導(dǎo)產(chǎn)生的DNA雙鏈斷裂有可能導(dǎo)致基因組的異位,、倒位,、激活原癌基因（如p53）異常表達(dá)等潛在問(wèn)題,，并對(duì)基因組存在難以預(yù)測(cè)的損傷,。為了消除這些不利因素，哈佛大學(xué)David.R.Liu與同事將失去催化活性的Cas9與脫氨酶融合,，在sgRNA指導(dǎo)下,，實(shí)現(xiàn)了不產(chǎn)生雙鏈斷裂的情況下的單核苷酸定向突變，建立了單堿基基因編輯系統(tǒng),。較高安全性和編輯的高效性促使單堿基基因編輯系統(tǒng)迅速應(yīng)用于多種動(dòng)物,、植物的DNA編輯研究，并逐漸與動(dòng)物模型結(jié)合進(jìn)行遺傳疾病研究與治療的探索,，為人類多種遺傳性疾病的治療帶來(lái)了希望,。但是，單堿基編輯仍然面臨精度挑戰(zhàn),，例如當(dāng)靶向堿基C緊鄰的堿基也是C時(shí), 目前的CBE堿基編輯器,，不能加以區(qū)分，兩個(gè)相鄰的C往往都會(huì)被編輯,，從而無(wú)法達(dá)到精準(zhǔn)糾正相關(guān)疾病的目的,，這為CBE編輯器在此類遺傳疾病的研究和治療方面帶來(lái)困難。

　　2020年7月15日,，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因研究所左二偉研究組與美國(guó)萊斯大學(xué)高雪研究組合作在《科學(xué)進(jìn)展（Science Advances）》上在線發(fā)表了題為 “Single C-to-T substitution using engineeredAPOBEC3G-nCas9 base editors with minimum genome- and transcriptome-wideoff-targets ”的研究論文, 使連續(xù)C區(qū)域的精準(zhǔn)堿基編輯成為可能,。該研究在結(jié)構(gòu)生物學(xué)指導(dǎo)下,，改造了一類人源脫氨酶A3G, 并用其替代BE4max CBE中的鼠源APOBEC1脫氨酶，使A3G-CBE能夠最大程度地只編輯靶向堿基C而不影響與其緊鄰無(wú)關(guān)的C,。

　　研究人員通過(guò)密碼子優(yōu)化,，將野生型的A3G用于替換BE4 max中的rAPOBEC1脫氨酶，構(gòu)建出A3G-BE2.1,；因?yàn)锳3G N-端結(jié)構(gòu)域（NTD）會(huì)導(dǎo)致A3G單體的聚集并阻止A3G的脫氨活性,，并且A3G的C端結(jié)構(gòu)域（CTD）本身足以脫氨，為了提高編輯效率,，研究人員進(jìn)一步構(gòu)建了只保留CTD 的A3G-BE4.4,。在HEK293T細(xì)胞中的測(cè)試結(jié)果顯示A3G-BE2.1和A3G-BE4.4均可有效地區(qū)分連續(xù)C區(qū)域中的靶向C和無(wú)關(guān)C，而BE4max則無(wú)選擇性地將兩個(gè)連續(xù)的C全部編輯,。為了進(jìn)一步提高A3G-BE的編輯效率,，研究者通過(guò)分析A3G CTD結(jié)構(gòu)域中的關(guān)鍵氨基酸，設(shè)計(jì)了三組突變,，分別用于加強(qiáng)脫氨催化活性,，增加ssDNA結(jié)合親和性，和提高蛋白質(zhì)溶解度,，而為了保留A3G的高選擇性,，研究者同時(shí)又引入Y315F來(lái)提升非特異性DNA結(jié)合，從而最終優(yōu)化得到了A3G-5.13和A3G-5.14,，其中A3G-5.13的堿基編輯活性稍高,，A3G-5.14的選擇性稍高，因此兩種新CBE可以在不同情形的多C編輯中互補(bǔ),。

　　基于A3G高精度單堿基編輯工具,。A. Y315（綠色）與ssDNA相互作用的放大視圖。DNA主鏈5′磷酸基與Tyr315羥基之間的氫鍵,，以及它們之間的相互作用靶胞苷（dC0）和Y315的環(huán)用虛線表示,。B. A3G-BE5.13和A3G-BE5.14三種內(nèi)源性C-to-T編輯效率和特異性。C. GOTI技術(shù)檢測(cè),，A3G-BE5.13較低的基因組脫靶效應(yīng),。D. GOTI技術(shù)檢測(cè)，A3G-BE5.13較低的轉(zhuǎn)錄組脫靶效應(yīng),。