《表1 ABE版本统计表：单碱基编辑工具—腺嘌呤碱基编辑器ABE的研究进展》

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《单碱基编辑工具—腺嘌呤碱基编辑器ABE的研究进展》

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ABE系统发展的主要障碍是缺乏任何已知的能够直接作用于DNA的腺苷脱氨酶（Gaudelli et al.，2017）。研究人员曾尝试利用RNA腺苷脱氨酶，结果却没有检测到腺嘌呤碱基发生编辑。为了解决这个问题，Kim等（2017b）定向进化和改造出一种大肠杆菌（Escherichia coli）tRNA来源的腺苷脱氨酶ecTadA（E.coli TadA）突变体TadA*。在改造过程中，尽管融合的TadA*-dCas9能够在大肠杆菌中进行有效的A>I转换，但简单的TadA*-Cas9缺口酶融合在哺乳动物细胞中的编辑率并不高。在其天然（大肠杆菌）环境中，TadA存在同型二聚体，其中一种单体催化脱氨基，另一种单体则辅助结合tRNA底物。在大肠杆菌的改造过程中，内源野生型TadA可与反式突变的TadA*-dCas9结合形成二聚体；而哺乳动物细胞中并不存在TadA，这导致TadA-TadA*无法发生异二聚化。这个难题最终通过改造异二聚体蛋白而解决，即在单一多肽链中将野生型非催化性TadA单体、进化的TadA*单体和Cas9切口酶整合到了一起（TadA-TadA*-Cas9 nickase）。与相应的同型二聚体TadA*-TadA*-Cas9切口酶编辑器相比，单链异二聚体构型极大地提高了哺乳动物细胞中腺嘌呤碱基编辑器的效率。经过七轮的改造，ABE的版本升级到了ABE 7.10，其编辑效率为53%，ABE 7.10的编辑窗口为距离前间区序列邻近基序（protospacer adjacent motif，PAM）最远端数起的第4～7位核苷酸，在编辑窗口内的A都有可能进行A·T到G·C的转换（Komor et al.，2016；Gaudelli et al.，2017；Holly et al.，2018）。2017年至今，研究人员开发出了不同的ABE版本，具体情况见表1。