【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】堿基編輯技術(shù)可實現(xiàn)精確的堿基轉(zhuǎn)換，當(dāng)前，有三類堿基編輯器被廣泛應(yīng)用，包括胞嘧啶堿基編輯器(cytosine base editor，CBE)、腺嘌呤堿基編輯器(adenine base editor，ABE)、糖基化酶堿基編輯器(glycosylase base editor，GBE)。
 

　　2020年，中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研究員畢昌昊帶領(lǐng)的合成生物技術(shù)研究團隊與研究員張學(xué)禮帶領(lǐng)的微生物代謝工程團隊開發(fā)出GBE，可實現(xiàn)胞嘧啶到鳥嘌呤的堿基顛換，具有糾正3000多個已知致病單核苷酸變異(single nucleotide polymorphism，SNP)的潛力，這或為主要的遺傳疾病如abca4相關(guān)性視網(wǎng)膜疾病和X-linked視網(wǎng)膜色素變性等提供治療方案。
 

　　為評估GBE在多個位點的編輯情況，提高其應(yīng)用潛力，研究人員運用高通量細(xì)胞建模技術(shù)，在哺乳動物細(xì)胞中進行6400多個基因組靶點的GBE編輯，建立了人工智能AI機器學(xué)習(xí)模型。研究將收集到的數(shù)據(jù)用于AI訓(xùn)練，得到了預(yù)測堿基編輯效率和結(jié)果比例的模型。同時，研究基于獲得的序列基序，設(shè)計出具有高編輯效率的GBE gRNA，且在293T和HeLa兩種細(xì)胞中證實了GBE機器學(xué)習(xí)模型可近似預(yù)測任意給定GBE gRNA的編輯結(jié)果。此外，科研人員利用該模型預(yù)測人類疾病相關(guān)點突變的建模和校正的編輯結(jié)果，提出一系列具有高預(yù)測編輯效率的SNP，進一步為單堿基突變引起的疾病的治療帶來希望。該工作克服了GBE技術(shù)的序列依賴問題，顯著提高其應(yīng)用能力。
 

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在Journal of Genetics and Genomics上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃、天津市合成生物技術(shù)創(chuàng)新能力提升行動、天津市自然科學(xué)基金項目的資助。