碱基编辑器(BE)是一类在单碱基水平实现特定碱基类型高效精准编辑的工具。
碱基编辑器可诱导单个碱基的突变,目前广泛应用的碱基编辑器主要有腺嘌呤碱基编辑器(ABE)、胞嘧啶碱基编辑器(CBE)两种类型,分别可实现A-to-G(嘌呤变嘌呤)、C-to-T(嘧啶变嘧啶)碱基之间的转变。
随着技术迭代,碱基编辑器的编辑活性显著提升,但同时其编辑窗口也随之增加,受限于编辑窗口的影响,鸟苷(G)和胸苷(T)进行直接编辑的需求增加。目前碱基编辑器能实现A到G、C到T的转换,其他转变报道、研究较少,G和T进行直接编辑的技术尚处于空白。
2022年,全球基因编辑市场规模超过53.6亿美元,同比增长12.5%。全球基因编辑市场发展迅速,北美占据全球最大市场份额,其次为欧洲。随着新编辑技术、工具、递送方法的涌现,全球基因编辑市场规模将进一步扩大,预计2028年将达到300.0亿美元左右。
碱基编辑器是基因编辑领域的核心工具,提升了研究人员对基因突变功能的研究能力,在基础研究、基因治疗、遗传疾病治疗、动植物育种改良等领域展现出了巨大应用价值。在技术趋势上,碱基编辑器将在编辑效率、编辑范围、脱靶效应、窗口宽度、编辑活性、特异性等方面持续优化。整体来看,碱基编辑器市场发展机遇与挑战并存。
开发新型碱基编辑器及碱基编辑技术对实现任意碱基颠换具有重要意义,近年来,在CBE、ABE基础上,研究人员开发出了多种新型碱基编辑器,如鸟嘌呤编辑器(GBE)、双碱基编辑器、先导编辑器、线粒体碱基编辑器(DdCBE)等。鸟嘌呤编辑器(GBE)是在CBE基础上开发出的,可实现C-to-G(嘧啶变嘌呤)碱基之间的转变。
作为新一代基因组编辑技术,碱基编辑器受到各国生物医药企业、研究机构广泛关注。碱基编辑器在研递送载体有Cas12f核酸酶、纳米颗粒、IscB等。目前从事碱基编辑器研究的企业或机构有David Liu实验室、Verve公司、Korro Bio、Prime Medicine、Beam Therapeutics、辉大基因、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心、中国科学院天津工业生物技术研究所、尧唐生物、博雅辑因、新芽基因等。