北京时间6月3日，学术期刊《细胞报告》（Cell Reports）发表题为“Cas12a base editors induce efficient and specific editing with low DNA damage response”（ Cas12a碱基编辑器诱导低DNA损伤反应的高效特异编辑）的研究论文，报道了一系列基于CRISPR/Cas12a的新型碱基编辑系统BEACON及其在体内的安全应用。
该成果由我院陈佳研究组、黄行许研究组、中国科学院－马普计算生物学研究所杨力（生命学院特聘教授）研究组和中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心/神经科学研究所刘真研究组合作。
研究人员基于前期构建的dCas12a碱基编辑器，筛选多种胞嘧啶脱氨酶（APOBEC/AID）和对碱hA3A-dCas12a-BE进行优化改造，最终构建完成新型碱基编辑系统BEACONs (Base Editing induced by human APOBEC3A and Cas12a without DNA break)。BEACON系统不但能够精准高效地介导碱基编辑，而且避免激活细胞DNA损伤响应通路造成的细胞凋亡。
此外，研究人员把BEACON系统应用到小鼠动物体内，成功实现精准安全的碱基编辑。BEACON为拥有碱基编辑体系底层平台性自主知识产权的Cas12a-BE和hA3A-BE两大系列碱基编辑系统升级而成，且具有高效、精准和安全等优势，为碱基编辑系统在基础研究及未来临床领域的全面深入应用提供了更优的选择。
科研人员还构建了新一代全转录组RNA编辑检测计算分析流程RADAR (RNA-editing analysis-pipeline to decode all-twelve-types of RNA-editing, https://github.com/YangLab/RADAR)，准确高效地检测碱基编辑中存在的RNA水平脱靶效应。
在该论文工作中，陈佳课题组博士研究生王潇、丁诚峰负责新型碱基编辑系统筛选及蛋白质工程，黄行许课题组博士研究生于文霞负责编辑载体构建，中科院-马普计算生物学研究所杨力研究组博士研究生王滢负责高通量二代DNA测序及生物信息学分析，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心/神经科学研究所刘真研究组博士研究生何思婷负责动物体内编辑效应验证。王潇、丁诚峰、于文霞、王滢、何思婷同学为该论文的共同第一作者，陈佳教授、杨力教授和刘真教授为共同通讯作者，上科大为第一完成单位。值得一提的是，我校生命学院2016级硕博连读研究生王潇已于2018年在Nature Biotechnology发表第一作者论文，此次发表第二篇第一作者论文，也是我校高水平研究生教育成果的一种体现。
该项研究得到了上科大免疫化学研究所杨贝、生命学院黄行许和周智的鼎力帮助，得到生命学院分子细胞平台和分子影像平台的技术支持，并获得国家自然科学基金委、科技部、上海市科委和上科大科研启动经费的资助。
论文链接：https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(20)30700-2
图：BEACON碱基编辑器的构建、特点及应用