腺嘌呤碱基编辑器（ABEs）和胞嘧啶碱基编辑器（CBE）是有针对性的碱基转换的强大工具，但它们的编辑特性在很大程度上是未知的。2019年3月1日，Science杂志背靠背发表了两篇来自中国学者关于单碱基编辑脱靶效应评估的文章，报告证明ABE具有高度特异性，但BE3型CBE倾向于产生全基因组脱靶效应（点击查看高彩霞及杨辉/李亦学课题组背靠背发表Science文章评估单碱基编辑工具脱靶效应）。Nature Plants杂志在线发表了来自华南农业大学刘耀光课题组题为"Off-target effects and the solution"的评论文章。该文章对两篇Science文章进行评论，认为由于BE3系统的sgRNA非依赖性脱靶效应可能是由于蛋白本身造成，因此可以通过三种方法得以解决。尽管如此，该文特别强调由于植物研究对基因组编辑中的脱靶效应具有更高的耐受性，从技术角度来看，脱靶效应不会对实际作物育种构成重大威胁。
核苷酸点突变是作物许多重要农艺性状发生变异的遗传基础。大多数时候科学家希望通过引入 单碱基突变造成氨基酸的变化达到基因功能的增强或减弱，而不是单纯地敲除基因功能。由于定向同源修复 (HDR) 的编辑效率低，特异性单碱基突变编辑系统的研究就十分必要。
正如我们所知，四种碱基中胞嘧啶和腺嘌呤都含有一个氨基基团，如果通过脱氨反应，分别产生尿嘧啶和次黄嘌呤，最终通过DNA的修复或复制后分别产生C-G到T-A、A-T到G-C的碱基互换。由脱氨酶结构域和nCas9或dCas9组成的编辑器很大程度上克服了核酸酶产生DSB介导的基因组碱基编辑的限制，最终实现特异性的单碱基突变（见下图1）。
图 1.Cytosine和adenine (bottom) 脱氨反应（Nuture Plants 4,148–151(2018)）
该文评论，由于自发基因组突变可能在生物体和细胞系的生长和发育过程中发生和积累，因此基因组编辑引起的全基因组脱靶效应分析需要可靠的全基因组无偏差方法来区分自发性和脱靶性突变。而这两项研究利用综合实验设计或克隆衍生系统来消除背景突变。对水稻的研究使用群体控制来排除自发突变和转化控制以排除来自转化和组织培养过程的突变。另一方面，对小鼠的研究使用了一种称为全基因组脱靶的方法，通过双细胞胚胎注射（GOTI）来评估脱靶突变。GOTI方法通过比较编辑和未编辑的双细胞小鼠胚胎卵裂球之间的子代细胞的WGS数据来区分自发SNV与基于编辑器突变。
该文章认为这两项研究不仅强调了目前BE3型基础编辑的高脱靶效应，而且还证实了CRISPR-Cas基因组编辑和ABE在使用高度特异性靶位点的高特异性。因此，人们可以停止对CRISPR-Cas和基于ABE的编辑工具带来的脱靶效应的恐慌，尽管仍需要进一步优化更高的特异性。
该文进一步认为，基于BE3型编辑器由Cas9切口酶（nCas9）、胞嘧啶脱氨酶结构域和尿嘧啶糖基化酶抑制剂（UGI）组成， 因此BE3系统的sgRNA非依赖性脱靶效应可能归因于它们特殊的蛋白质组成。此外，胞嘧啶脱氨酶和UGI的过表达增加了全基因组C至T转换。因此，可以通过以下三种策略来解决CBEs的特异性问题：
1）基于蛋白质工程策略，降低APOBEC1胞嘧啶脱氨酶的序列非依赖性脱氨活性;
2）调节含胞嘧啶脱氨酶-UGI的融合蛋白的表达水平或应用量，以避免过度脱氨;
3）用替代功能组分构建具有高特异性的新CBE，例如Petromyzon marinus胞苷脱氨酶或人活化诱导的胞嘧啶脱氨酶结构域或不同的Cas核酸酶。
最后，该文特别强调：与人类的临床研究和基因治疗不同，植物研究不受伦理学影响，因此对基因组编辑中的脱靶效应具有更高的耐受性。文章认为，对于植物基础研究，通过使用分离群体来验证感兴趣的表型变异是由靶标突变还是脱靶突变引起的，这与天然基因突变体的研究相似。此外，通过基因组编辑技术实现的作物分子育种中，如由脱靶突变以及自发突变引起的劣等性状将通过育种过程中的表型选择来消除。因此，从技术角度来看，脱靶效应不会对实际作物育种构成重大威胁。这与2019年1月17日，National Science Review杂志发表了来自中国科学院植物逆境生物学研究中心朱健康课题组和华南农业大学刘耀光课题组合作题为“Gene Editing in Plants– Progress and Challenges ”的综述文章的观点一致。该综述认为基因编辑如使用物理和化学诱变剂的传统育种一样，也不需要关注任何脱靶效应（点击查看）。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41477-019-0406-z