编辑丨王多鱼
排版丨水成文
基因编辑技术在医学和生物学研究领域的应用前景日益广阔，但目前常用的CRISPR-Cas9及其衍生工具的分子量大，例如碱基编辑器、引导编辑器等均超过单个腺相关病毒（AAV）递送尺寸上限，不利于体内单个AAV载体的递送，限制了其在体内应用的潜力。为此，研究者们一直在寻找小型化且高效的基因编辑工具。
2024年11月14日，临港实验室胥春龙团队、新加坡国立大学胡纯一团队及厦门大学王乐韵团队合作，在 Cell Reports 期刊发表了题为：Engineered IscB-ωRNA system with improved base editing efficiency for disease correction via single AAV delivery in mice 的研究论文。
该研究成功地通过工程改造转座子相关的CRISPR祖先系统：IscB-ωRNA系统，提高了IscB-ωRNA的基因敲除和碱基编辑效率，并在小鼠代谢疾病模型中验证了优化的IscB-ωRNA系统用于基因编辑治疗的可行性性。优化的微型IscB-ωRNA系统可以通过单个腺相关病毒（AAV）载体递送，在基因编辑治疗方面的巨大应用潜力。
在这项最新研究中，研究团队聚焦转座子相关的RNA引导核酸酶IscB，这是一种比传统的Cas9和Cas12蛋白小得多的CRISPR祖先蛋白。IscB具有微型蛋白尺寸，使其能够更容易地被包装进单个AAV载体中，从而适合进行体内递送。然而，天然的IscB蛋白在真核细胞中的基因编辑效率较低，限制了其广泛应用。
胥春龙团队通过IscB-ωRNA蛋白核酸复合物结构分析，对IscB关联的ωRNA进行了多轮的系统性工程改造，成功发现一种ωRNA*-v2的新变体，这种改良后的ωRNA显著提升了IscB的基因敲除和碱基编辑效率。在小鼠胚胎实验中，利用IscB-ωRNA系统成功地对Tyr基因和DMD基因进行了编辑，展示了这种系统在体内基因编辑中的巨大潜力。
此外，研究团队还对该系统的脱靶效应进行了深入分析。通过全基因组范围的PEM-seq分析，结果显示改造后的IscB-ωRNA系统在基因编辑过程中未引起显著的脱靶效应。同时，研究团队还进行了R-loop和RNA-seq分析，进一步评估miCBE和miABE的基因编辑特异性，发现与传统的SpCas9衍生的基因编辑器相比，IscB-ωRNA系统引起的非目标编辑数量较低，表现较好的特异性。
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