[出典] "A DddA ortholog-based and transactivator-assisted nuclear and mitochondrial cytosine base editors with expanded target compatibilityGuo J, Yu W, Li M [..] Liu Z, Wang S, Qiao Y. Mol Cell. 2023-04-30. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2023.04.012 [著者所属] ShanghaiTech U, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai Institute of Precision Medicine, Guangzhou UInstitute of Neuroscience (Shanghai), Guangzhou Medical U, Guangzhou U, Zhejiang U School of Medicine, Bioinformatics Center of AMMS;グラフィカルアブストラクト参照
 近年、ミトコンドリア遺伝子 (mtDNA) を標的とするシトシン塩基エディター (CBE) の開発が進んでいる。David R Liuの研究チームが開発したDdCBE [*1] は、Burkholderia cenocepacia 由来の細菌間デアミナーゼ様毒素DddAtoxを2分割した上で転写活性化因子様エフェクター(TALE)のアレイを融合させた上でウラシルグリコシラーゼ阻害剤(UGI)を加えた人工因子であり、培養細胞、動物、植物、ヒト胚のmtDNA内の5′-TC配列コンテクストにおける標的C:G -to- T:A変換を可能にした。さらに、ファージ支援連続進化法 (PACE) により標的配列の制限を緩和したDddA11をベースとして5'-HC (H=A/C/T; non-G)の配列コンテクストのCを変換可能とするCBEが開発された [*2]。しかし、DddA11によって誘導される編集効率が、一部のACとCCのコンテクストでは中程度のままであり、GCのコンテクストには適用不可能である。
 中国の研究チームは、CRISPR-Casシステムをベースとする一連のCBEsにおいて、異なるシトシンデアミナーゼが利用されていることに触発されて、dsDNAシチジンデアミナーゼを探索し、Roseburia intestinalis 由来の特異なdsDNAシチジンデアミナーゼとしてDddAtoxのオーソログ (以下、riDddAtox)のスクリーニングに成功した。
 riDddAtoxは、Casタンパク質をベースとする核DNAを標的とするDdCBE (crDdCBE) と共に、TALEをベースとするミトコンドリアDNAを標的とするミトコンドリアCBE (mitoCBE) においても機能し、配列コンテクストの制約なしに効率的にC-T変換を誘導する。
 興味深いことに、crDdCBEとmitoCBEの双方について、UGIにトランス活性化因子 (VP64, P65、Rta) を融合することで、HCとGCの2種類の配列コンテクストのいずれに対しても、CBE編集頻度が著しく向上することを発見した。
 この発見に基づいてRtaを付加したmitoCBEによって、培養細胞およびマウス胚に疾患関連mtDNA変異の効率的 (non-TCに対して58%)な導入を実現し、このCBEをmitoCBE2.1と称した。

 [*] 関連crisp_bio記事
  1. 2020-07-11 シチジンデアミナーゼをTALEアレイに組み合わせてミトコンドリアDNAの塩基エディター 'DdCBE'を開発 ;"A bacterial cytidine deaminase toxin enables CRISPR-free mitochondrial base editing" Mok BY, de Moraes MH [..] Joseph D. Mougous JD, Liu DR. Nature 2020-07-08. 
  2. 2022-04-10 CRISPRエフェクターに依存しない塩基エディターDdCBEのミトコンドリアと核DNAに対する活性を向上し標的可能領域を拡大した;"CRISPR-free base editors with enhanced activity and expanded targeting scope in mitochondrial and nuclear DNA" Mok BY [..] Liu DR. Nat Biotechnol 2022-04-04. 
  3. 2023-02-22 ミトコンドリア塩基編集(DdCBE)の標的可能配列を、DddAのホモログ探索と変異導入によって拡張;"DddA homolog search and engineering expand sequence compatibility of mitochondrial base editing" Mi L, Shi M [..] Wang Y. Nat Commun. 2023-02-16