研究发现,两种碱基编辑器除了靶向DNA外,均因过表达效应产生了靶向RNA的编辑活性,因此诸多实验室开始优化碱基编辑器的编辑活性,以期获得高效DNA编辑活性和低效RNA编辑活性的编辑器,并且发表了一系列的研究论文。其中,胞嘧啶碱基编辑器(CBE)的RNA脱靶效应已经得到了极大改观,而腺嘌呤碱基编辑器(ABE)的脱靶脱靶活性依然大量存在。
在此次研究工作中,研究人员发现之前用于评估ABE的RNA脱靶编辑活性的工具GATK HaplotypeCaller(用于检测生殖细胞突变)严重低估了被脱靶编辑的RNA的数量,从而提出利用GATK MuTect2(用于检测体细胞突变)评估RNA脱靶编辑更为合理。
研究发现ABE诱导的RNA编辑主要发生在”UACGA” motif内,该结构为tRNA的核心结构域。鉴于ABE的脱氨酶TadA原本为RNA脱氨酶(识别的底物为RNA而非DNA),因此进化而来的TadA*虽然可对DNA进行脱氨,然而依然保留了RNA脱氨酶活性。
研究人员根据已经发表的tRNA/TadA复合物的结构解析结果(图1A),设计了一系列包含可能可以破坏tRNA/TadA结合位点的ABE突变体,最终通过RNA编辑报告系统和细胞实验验证,发现TadA/TadA*的R153对其RNA脱氨酶活性至关重要,将该位点删除以后得到了理想中的突变体:RNA脱氨酶活性显著降低,而DNA脱氨酶活性基本保留(图1B)。该碱基编辑器优化方案也成功应用于近期发表的新型增强型腺嘌呤碱基编辑器ABE8e和ABE8s,亦可显著降低其RNA脱靶效应。