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在DNA编辑过程中防止脱靶RNA突变

在今天发表在“自然”杂志上的一项研究中,中国科学院神经科学研究所的研究人员和他们的合作者证明了DNA碱基编辑器产生了数以万计的脱靶RNA单核苷酸变体(SNV),这是以前被忽视的DNA基础编辑风险的方面。研究人员还表明,通过向脱氨酶引入点突变可以消除这些脱靶SNV。

在DNA编辑过程中防止脱靶RNA突变

先前的一些研究已经评估了由DNA碱基编辑引起的基因组DNA中的脱靶突变。同时,DNA碱基编辑常用的脱氨酶经常表现出RNA结合活性。例如,发现胞嘧啶碱基编辑器(CBE)中使用的胞嘧啶脱氨酶APOBEC1靶向DNA和RNA,并且发现腺嘌呤碱基编辑器(ABE)中使用的腺嘌呤脱氨酶TadA诱导RNA上的位点特异性肌苷形成。然而,尚未评估由DNA碱基编辑引起的任何潜在的RNA突变。

研究人员用CBE或ABE转染HEK293T细胞。在通过细胞中的CBE和ABE验证DNA编辑的高靶上效率后,他们以125X的平均深度进行RNA-seq并定量评估每个重复中的RNA SNV。为了评估DNA碱基编辑在RNA水平上的脱靶效应,研究人员首先计算了CBE或ABE处理细胞的每个重复中的脱靶RNA SNV。接下来,他们通过设计DNA碱基编辑器的脱氨酶来探索消除脱靶RNA SNV的可能性。

在CBE或ABE处理的细胞的每个重复中评估靶上编辑效率以保证有效编辑。然后将CBE和ABE处理组中的脱靶RNA SNV的数量与对照组进行比较。他们在用DNA碱基编辑器处理的细胞中发现了显着更高数量的RNA SNV。另外,他们鉴定了这些脱靶RNA SNV的CBE和ABE特异性基序和遗传区域。

为了消除基础编辑的脱靶RNA活性,该团队研究了在基础编辑中使用的脱氨酶引入点突变的效果。他们发现高保真变体将RNA脱靶SNV降低到基础水平。

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