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1 # 動脈網
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2 # 科學閏土
這是一個龐大的工程，首先透過蛋白質工程對腺嘌呤脫氨酶進行改造，因為現在已發現的發現腺嘌呤脫氨酶不可用。腺嘌呤脫氨酶能夠將腺嘌呤A脫氨轉變為次黃嘌呤I（下圖b），I在被細胞識別的時候識別為G，所以最原始的基因組上編輯的直接結果並沒有真正的實現A•T鹼基對轉換成G•C，而是I•T鹼基對，經過DNA修復或者複製後，才是G•C（下圖c），編輯過程如下。
然而目前發現的腺嘌呤脫氨酶只有transfer RNA即tRNA才有活性，在正常的DNA鏈上沒有活性。因此作者透過蛋白質工程對大腸桿菌E Coli的腺嘌呤脫氨酶E. coli TadA（ecTadA）進行了改造，人工進化得到能夠對正常雙鏈DNA上腺嘌呤進行脫氨的酶。突變細菌能夠將抗生素抗性基因中的腺嘌呤轉化為肌苷，以抵抗抗生素，存活下來的細菌編碼了一種能夠在DNA上進行腺素-肌苷轉換的腺嘌呤脫氨酶。這個工作量是極大的，需要對蛋白質的結構知道得非常精細，並且瞭解結構與功能之間的關係。
然後將改造後的TadA, Cas9外加一段識別靶位點的 guide RNA就組成了一個腺嘌呤鹼基編輯器( adenine base editor，ABE)編輯系統。這篇文章的作者寫道:“定向進化和蛋白質工程得到的第七代 ABEs(ABE7.10)，它能有效地將A-T鹼基轉化為G-C鹼基對（人類T細胞中效率為50%），非常低的插入缺失突變（indels）率(通常是0.1%)。ABEs引入點突變比現有的Cas9核方法更有效、更乾淨，它比Cas9產生更少的非目標基因組修改，並且可以在人類細胞中進行疾病糾正或抑制疾病的突變。”
ABE編輯系統可以直接修復人類基因組中單鹼基突變的型別，這大約佔人類疾病相關點突變的一半。這些突變與遺傳失明、鐮狀細胞性貧血、代謝性疾病、囊性纖維化等疾病。張鋒也表示：這個新系統是“基因組工程工具箱裡真正令人興奮的補充”。
參考資料：Gaudelli N M, Komor A C, Rees H A, et al. Programmable base editing of A•T to G•C in genomic DNA without DNA cleavage[J]. Nature, 2017, 551(7681):464.
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3 # 不藥博士
大家都知道，這幾年基因編輯技術很火，也是生命科學技術領域的重大進展之一。以前只是在體外進行編輯，現在居然能在體內實現了。
DNA由四種鹼基組成（腺嘌呤A、鳥嘌呤G、胞嘧啶C、胸腺嘧啶T），看到嘌呤，是不是特別熟悉？沒錯，他們就是引起尿酸升高的源頭。四種鹼基，兩兩可以配對，TA配對，CG配對。
技術原理DNA的編輯其實原理很簡單，就是透過一種合適的酶，可以定向的把其中的一個鹼基脫氨，再經修飾就變成了另外一種鹼基。有的酶是人體內天然存在的，因為DNA在複製過程中，會產生一定數量的突變，錯配，就需要這些酶去進行DNA修復，保證人類基因組的完整性和正確性。
通常，胞嘧啶的自發脫氨基後再經修飾，C就變成了T，也就從CG配對轉變為TA鹼基了，這是生物體內不用切割DNA就能實現鹼基替換的主要來源，但反過來，腺嘌呤A上的氨基脫氨研究卻幾乎是個空白。直到這篇文章發表，研究者發現了一個這樣的酶，能把腺嘌呤上的氨基脫掉，這個酶取名叫腺嘌呤鹼基編輯器ABEs。
技術服務人類其實任何好的科學技術的出現，都應該服務於科研，進而服務於臨床病人，乃至服務於全人類。
假如鹼基脫氨基形成的DN A點突變得不到修復，就會是致病性的。但是如果把這些技術利用好了，讓它去針對病毒發揮作用，更可以造福人類。
小編當年研究是的一個叫APOBEC3的酶，這個酶和這些文章報道的酶的功能類似，只不過它是人體記憶體在的一種核苷酸代謝酶，主要作用是使胞嘧啶C脫氨基突變成尿嘧啶U，實現對DNA/RNA的編輯，進行實現某些生理功能。這個酶的厲害之處在於它能使乙肝病毒的DNA胞嘧啶C脫氨基，進而引起病毒DNA的降解。這個發現給了我們很大啟發，或許可以基於這個發現，研製一種藥物，徹底治癒乙肝。當然，科學遠比設想要複雜，這個課題目前仍在實驗室研究階段。
【不藥不藥】簡介清華大學博士，主管藥師，高階營養師，擁有10年的用藥指導、營養諮詢和健康管理經驗。不藥不藥，健康生活，不生病，不吃藥！
10月25日，來自哈佛大學化學與化學生物學系、HHMI以及Broad Institute的David Liu教授實驗室在Nature雜誌上以長文形式（Article）發表了題為“Programmable base editing of A•T to G•C in genomic DNA without DNA”的突破性成果，報道了一種新型腺嘌呤鹼基編輯器 (ABE)，它可以將A•T鹼基對轉換成G•C鹼基對，加之此前報道的將G•C鹼基對轉換成T•A鹼基對的成果，該技術首次實現了不依賴於DNA斷裂而能夠將DNA四種鹼基A、T、G、C進行替換的新型基因編輯技術。
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如今最常用的是 CRISPR 基因編輯技術，透過處理後的病毒攜帶基因片段，進入細胞內 DNA 替換原有基因。這種技術，需要切割 DNA 才能實現基因編輯。而「鹼基編輯器」的突破在於，它不需要切割 DNA，直接在 DNA 上進行化學反應，來精準編輯基因。區別在於一個是替換，一個是在DNA上化學變化。
我們在中學課本上就已經知道，DNA 的雙螺旋結構由 4 種鹼基組成：腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）與鳥嘌呤（G）。其中，A 和 T 配對，C 和 G 配對，組成了人類的遺傳資訊。一個問題是，胞嘧啶（C）容易發生脫氨突變，這樣一來，C-G 就變成了 A-T 組合。這種單鹼基變異可能會引起病變，高達一半的致病單鹼基變異來源於這種突變。而這種突變是可遺傳的，也就是我們所說的遺傳病。
想要根治這種病變，就要從基因層面進行糾正，也就是說要把突變形成的 A-T 組合還原成 C-G 組合。
科學家人團隊：腺嘌呤（A）在出現脫氨反應後，會變成一種叫做肌苷的分子，而它與鳥嘌呤（G）的結構非常接近，也能成功騙過細胞裡的 DNA 聚合酶。簡單的幾輪 DNA 複製後，A-T 組合就能變回 C-G。
目前，David Liu 教授的團隊已經有了把 C 變成 T，把 A 變成 G，把 T 變成 C，以及把 G 變成 A 的工具。