北京时间2023年8月28日，国际著名学术期刊《Nature Biotechnology》在线发表了由齐禾生科与中国科学院遗传与发育生物学研究所合作题为‘Strand-preferred base editing of organellar and nuclear genomes using CyDENT’的最新研究论文。该研究突破了CRISPR限制并基于全新的工作模型，开发了一种具有模块化功能结构的碱基编辑新系统—CyDENT。与此前的碱基编辑工具不同的是，这一系统在细胞核、线粒体和叶绿体中均实现了有效的胞嘧啶碱基编辑，提供了一种具有广泛基因组靶向能力且高精准的全新碱基编辑工具。
CyDENT系统包含TALE蛋白、FokI切口酶、单链特异性胞嘧啶脱氨酶、DNA外切酶及UGI等组分，并基于一套全新的工作模型：首先由TALE蛋白引导FokI切口酶至细胞核或者细胞器的dsDNA靶点处产生单链切口，之后DNA外切酶从切口处对DNA进行外切消化，使互补链以ssDNA的形式暴露出来，成为单链特异性胞嘧啶脱氨酶的作用底物，并在UGI的帮助下最终完成胞嘧啶碱基编辑。由于能够发生脱氨的DNA链取决于切口发生的位置，该工作模型能够实现具有单链偏好性的碱基编辑，大大提高了编辑精准度。为验证这一全新工作模型，研究人员分别选取了水稻原生质体细胞核、叶绿体以及HEK293T细胞系线粒体中的靶点进行了测试。结果显示，CyDENT均可以实现有效的胞嘧啶碱基编辑，其中在动物细胞线粒体中的编辑效率接近40%；更为重要的是，CyDENT系统介导了优于DdCBE的具有单链偏好性的线粒体碱基编辑。得益于CyDENT系统的模块化特性，研究人员还将该团队近期利用AI辅助挖掘得到的全新脱氨酶（DOI: 10.1016/j.cell.2023.05.041）应用到CyDENT系统中，并成功对处于不同序列背景 (TC或GC) 下的胞嘧啶进行了有效编辑，提升了碱基编辑的精准性和灵活性。此外，研究人员通过全核基因组及全线粒体基因组脱靶分析表明了CyDENT具有良好的编辑特异性。
齐禾生科CTO及文章共同通讯作者 Kevin Zhao博士表示，齐禾生科作为一家致力于开发自主可控的新型精准基因编辑工具的生物技术公司，始终将原始创新作为发展的源动力，公司构建了高效率、高通量、可持续学习的SEEDIT™生物技术及性状工程平台，自成立以来已在核酸酶挖掘、碱基编辑及引导编辑工具创制、大片段DNA精准操纵技术开发等方面取得了一系列原创技术并申请了知识产权保护。本次开发的全新CyDENT碱基编辑工具主要具有以下特点：
一是该工具是一套不依赖CRISPR的全新碱基编辑系统；
二是该工具兼具对细胞核及细胞器进行精准碱基编辑的能力；
三是该工具从核心组分到底层工作模型具备完全自主知识产权。
未来，齐禾生科将持续加速新型自主基因编辑技术的创新步伐，着力向全球领先的生物技术公司目标迈进。
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