为科学真理舍金钱，创始人自曝CRISPR单碱基编辑竟会导致大量RNA突变，单碱基编辑的脱靶效应比想象中还要严重

三年前的2016年4月20日，David Liu（刘如谦）等人在 Nature 发表论文，在 J. Keith Joung 研究的基础上首次开发出了单碱基编辑器，在不依赖DNA双链断裂的情况下，实现对单个碱基的定向修改。

与CRISPR/Cas9相比，单剪辑编辑更加微妙精细的修改DNA。这对于治疗众多的单碱基遗传病来说具有巨大的优势，而且潜在风险也更小。因此单碱基编辑器的出现，给基因编辑领域带来了巨大的惊喜。

然而，随着研究的深入进行，单碱基编辑的弱点也越来越明显，之前的乐观被后续研究逐渐打破。

2019年3月1日，Science 杂志同期发表了两篇来自中国科学家的论文，分别在小鼠和水稻上证实，胞嘧啶碱基编辑器会诱导大量的DNA突变。详情：中国团队证实CRISPR单碱基编辑存在严重脱靶效应，医疗应用前景堪忧

一波未平，一波又起。

2019年4月18日，Nature 杂志在线发表了一项来自麻省总医院病理学教授J. Keith Joung 领导的研究论文，该论文显示：单碱基编辑的脱靶效应比想象中还要严重，它不仅会导致DNA突变，还会导致大量RNA突变。

而 J. Keith Joung 教授正是单碱基编辑的开创者之一，也是张锋创立的基因编辑公司Editas Medicine 的联合创始人。

他还与张锋、David Liu共同创立了单碱基编辑公司Beam Therapeutics，基因编辑农业公司Pairwise Plants。

Editas公司已经上市，Beam 和 Pairwise Plants也于近期获得了数千万美元融资。

张锋教授（左）、David Liu教授（中）、J. Keith Joung教授（右）

这篇论文的发表显然会对Editas公司的股价产生负面影响，J. Keith Joung 教授可以说是大义灭亲，为了科学真理而舍金钱了。

该研究在使用胞嘧啶碱基编辑器和腺嘌呤碱基编辑器后，进行了针对RNA的转录组测序，发现对DNA进行单碱基编辑后，会在全RNA转录组中引入数万个RNA变异。这涉及了38%-58%的表达基因。

我们都知道，根据中心法则，DNA转录为RNA，RNA翻译为蛋白质，进而执行生理功能，RNA的突变，很可能会引起蛋白质的改变，进而带来风险。

之前对于单碱基编辑的脱靶性研究都集中在DNA层面，然而这项最新研究表明，单碱基编辑器还会造成大量的RNA突变。

哈佛大学教授 David Liu（刘如谦） ，创建了第一个单碱基编辑系统，与张锋、J. Keith Joung共同创立了三家公司，David Liu表示自己的实验室在对单碱基编辑的研究中也发现了其存在RNA脱靶编辑，但脱靶水平比J. Keith Joung的这项研究结果要低得多，他们的结果之间的差异可能与发生脱靶RNA编辑的数量有关。

不过，这项研究对于单碱基编辑来说，也不完全是坏消息。

J. Keith Joung团队对用于单碱基编辑的关键酶进行了筛选和改良，找到了两种在保持DNA编辑效力的同时，还可以减少RNA脱靶效应的酶。这两种改良的酶在对人类细胞进行碱基编辑时，分别能将RNA突变率降低390倍和3800倍。

而且，David Liu 和 J. Keith Joung 强调，他们都已经发现了只能在DNA上起作用和只能在RNA上起作用的脱氨酶，这一发现将解决目前单碱基编辑器所造成的脱靶效应。

总的来说，单碱基编辑器存在着之前从未想到的RNA脱靶效应，在编辑DNA后，还可能造成大量的RNA突变。这一发现在一定程度上给目前狂热的基因编辑治疗降了温。也再次让人们意识到基因编辑还有很多需要改进的地方，也有很大的进步空间。

精心设计的CRISPR/Cas9基因编辑可以有效地避免脱靶效应，我们有理由相信进一步深入研究也能够解决单碱基编辑器的目前存在的不足。

参考链接：

https://www.sciencemag.org/news/2019/04/powerful-crispr-cousin-accidentally-mutates-rna-while-editing-dna-target

https://pairwise.com/team/

https://beamtx.com/

https://www.editasmedicine.com/