顶刊解读 | Nature：华大智造MGISEQ-2000助力线粒体编辑器DdCBE的核脱靶编辑机制研究及其特异性改进

成年人线粒体疾病的发病率约为1/5000，大多数此类疾病与线粒体DNA (mtDNA)突变有着密切关系，而对于mtDNA突变引发的严重病症，有效的治疗方案极少且无治愈案例¹。为此，科学家开发了多种基因治疗策略以应对此挑战，其中有研究表明，线粒体编辑器DdCBE可以精确编辑mtDNA而不引起双链断裂，该方法不会导致mtDNA拷贝数的降低，特别是在mtDNA高突变负荷的情况下¹，其工作原理如图1所示²。

然而，DdCBE作为一种很有前途的线粒体治疗方法，其潜在的脱靶效应仍然缺乏有效的综合性研究。有研究报告了DdCBE在mtDNA上有不同程度的脱靶编辑，而基于核假基因的结果显示其无核DNA脱靶效应³，但是DdCBE在全基因组范围内的特异性仍未可知¹。

图2：DdCBE在核基因组范围内可引起广泛的脱靶编辑。A，利用Detect-seq检测DdCBE在基因组范围内脱靶效应的示意图；B，利用Detect-seq检测到的ND6-L1397N的精准编辑位置；C，利用Detect-seq检测到的五种DdCBEs在核基因组范围内不同染色体上的脱靶位点展示；D，ND6-L1397N的原位ChIP-seq结果。

研究构建了一系列DdCBE蛋白变异体并利用Detect-seq技术进行相关编辑表现的研究（图3A）¹，发现有些核基因组脱靶位点是TAS非依赖性的（图3C，3D）。值得注意的是，这一类型的脱靶编辑位点在split-DddA半分子脱氨酶活性部分或全部消失后也会伴随消失，显示出其对完整脱氨酶活性的高度依赖性。

在对TAS非依赖性脱靶编辑的进一步了解中发现，相关脱靶位点的下游~10bp处，有与CTCF蛋白的结合基序几乎一致的序列特征，此类脱靶位点暗示其可能与CTCF存在关联，通过CTCF蛋白以及cohesion蛋白的ChIP-seq公共数据平台分析也发现其与TAS非依赖性位点高度重合（图4A）¹。