Nature Biotechnology：史俊煒團隊開發新型堿基編輯器，用于體內癌癥功能基因組學篩選

編輯丨王多魚

排版丨水成文

癌癥功能基因組學是一種強大的方法，用于識別對腫瘤發生、維持和進展至關重要的基因的特定作用。這些遺傳篩選通過深度測序將遺傳擾動與癌癥表型的定量分析聯系起來，從而能夠大規模地剖析治療靶基因。無論是在體外還是體內進行的 CRISPR 功能基因篩選，都有助于揭示細胞自主性和非細胞自主性的癌癥依賴性，并已被廣泛用于大規模的靶點識別。然而，這種方法在體內疾病模型中存在技術挑戰。

近年來，基于 CRISPR 的堿基編輯器（Base Editor）通過實現高效且高通量的分子和機制研究，擴展了功能基因組篩選，提供了超越傳統 CRISPR 篩選方法所能獲得的見解。然而，目前的堿基編輯器依賴于完整的脫氨酶，這種脫氨酶能夠在不依賴 Cas9 和 sgRNA 結合的情況下獨立地突變 DNA 或 RNA，從而導致細胞出現非特異性毒性，這限制了功能基因篩選，尤其是在體內。此外，累積的細胞毒性、基因編輯效率降低以及缺乏可誘導性，共同限制了堿基編輯器的應用，迄今為止，尚未有在體內利用堿基編輯器進行功能基因篩選的成功案例。

2026 年 4 月 15 日，賓夕法尼亞大學醫學院史俊煒團隊（任荻秋、王熵墑為論文共同第一作者）在Nature Biotechnology期刊發表了題為：Inducible, split base editors for in vivo cancer functional genomics 的研究論文。

該研究開發了一種小分子誘導的分體式工程化堿基編輯工具——seBE（split-engineered base editor），其可實現高效率、低毒性且具備時間可控性的堿基編輯，為體內癌癥功能基因組學篩選提供了全新技術方法 。

利用堿基編輯器（BE）進行癌癥功能基因組學研究，在分子表征和新靶點發現方面具有巨大潛力。然而，傳統的堿基編輯器使用完整的 DNA 脫氨酶作為突變劑，這往往受到控制有限和非特異性毒性的影響。

在這項新研究中，研究團隊開發了一種小分子誘導的分體式工程化堿基編輯工具——seBE（split-engineered base editor），通過將脫氨酶活性置于小分子控制之下，seBE 顯著降低了細胞毒性，并實現了穩健且可誘導的體內功能基因組學篩選。

誘導型 seBE 顯示出較低的脫靶毒性以及更高的編輯效率

在體外使用約 11000 個 sgRNA 和體內使用約 3700 個 sgRNA 進行的高密度 seBE 遺傳篩選，揭示了癌癥治療靶點中已知和此前未知的功能缺失突變（指基因突變導致所產生的蛋白質功能減弱或完全消失，從而無法正常執行功能）和顯性負突變（指一個等位基因突變產生的突變蛋白質不僅自身功能喪失，還會干擾或抑制由另一個正常等位基因產生的蛋白質的功能）。

研究團隊進一步針對癌癥免疫治療中的關鍵調控因子Adar1進行的更深入的 seBE 篩選，鑒定出多個功能缺失突變，臨近已知的自身免疫疾病致病位點，并通過體內腫瘤模型及分子生物學實驗得到驗證 。篩選同時找到了一個位于ADAR1催化功能域的功能獲得性突變位點，該位點臨近促進 ADAR1 蛋白穩定性的肌醇硫磷酸（inositol hexakisphosphate）結合區域，突變后可增強細胞對于干擾素-β 的耐受性。

總的來說，該研究開發的 seBE 系統提供了一種通用、可控且高效的方法，用于系統性識別癌癥功能基因組學中的關鍵氨基酸殘基。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41587-026-03077-5