遗传性疾病的治疗一直是一个亟待解决的难题。幸运的是，随着基因组学的发展，越来越多疾病相关的基因被相继发现，科学家们也由此认识到可以通过改变患者的DNA序列从而从根本上治愈人类遗传病。
2016年4月20日，David Liu（刘如谦）等人在 Nature 发表论文，在 J. Keith Joung 的研究基础上首次开发出了单碱基编辑器（Base Editor），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。
单碱基编辑器依据 Cas9 nickase（D10A）融合不同的碱基修饰酶，分为胞嘧啶碱基编辑器(CBE)和腺嘌呤碱基编辑器(ABE)，可分别在实现精准的C•G到T•A或A•T到G•C 的替换，由于其高效、精准和低脱靶性，以及不依赖DNA双链断裂的优点，得到了广泛的关注和快速发展。
然而，现有的碱基编辑器只能催化单一类型碱基的转换，这限制了其广泛应用。因此，开发新的碱基编辑器能高效地同时产生两种不同碱基的突变，这既是概念上的创新，也将极大地丰富碱基编辑工具，在基因治疗，物种改良和分子进化等方面都有重要意义。
6月1日，Nature Biotechnology 杂志同时在线发表了来自华东师范大学李大力团队题为：Dual base editor catalyzes both cytosine and adenine base conversions in human cells 的研究论文，及美国麻省总医院 J. Keith Joung 团队题为：A dual-deaminase CRISPR base editor enables concurrent adenine and cytosine editing 的研究论文。
李大力团队通过将胞嘧啶脱氨酶、腺嘌呤脱氨酶，及Cas9切口酶相融合，开发出了腺嘌呤和胞嘧啶双碱基编辑器（A＆C-BEmax），这一双碱基编辑器可以在同一靶标位点实现C-T和A-G转化。
双碱基编辑器（A＆C-BEmax）与胞嘧啶碱基编辑器（CBE）和腺嘌呤碱基编辑器（ABE）相比，A＆C-BEmax对C-T编辑效率更高，对A-G编辑效率略有降低，而RNA脱靶活性则大大降低。
J. Keith Joung 团队将腺苷脱氨酶(TadA)、来源于七鳃鳗的胞嘧啶脱氨酶（PmCDA1），分别融合到Cas9切口酶德的N端和C端。开发出了一种基于CRISPR–Cas9的同步可编程腺嘌呤和胞嘧啶编辑器（Synchronous Programmable Adenine and Cytosine Editor，简称SPACE），可以同时引入A-G和C-T替代。
SPACE双碱基编辑器与胞嘧啶碱基编辑器（CBE）和腺嘌呤碱基编辑器（ABE）相比，SPACE的C-T编辑效率与CBE相当，对A-G编辑效率则略有降低，而总体来说，SPACE双碱基编辑器效率高于CBE+ABE。SPACE扩大了可能的DNA序列改变的范围，拓宽了CRISPR碱基编辑器的研究应用。
这两项研究，基于类似的策略，均开发出了双碱基编辑器，能够同时实现两种不同碱基的高效转变，解决了现有碱基编辑器只能催化单一类型碱基的转换的限制，极大地丰富了碱基编辑工具、扩展了碱基编辑器的应用范围，为遗传病治疗、作物育种等于带来新的发展。
来源：BioWorld
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41587-020-0527-y
https://www.nature.com/articles/s41587-020-0535-y
