蓝藻（cyanobacteria）作为一类能够进行光合作用的原核生物，凭借其光合效率高、代谢途径可调控、环境适应性强等独特优势，在绿色生物制造、碳汇固碳、新能源开发及基础生命科学研究等多个领域展现出巨大的应用潜力，已成为近年来合成生物学与微生物学领域的研究热点之一。尽管科研工作者在蓝藻遗传改造与功能研究领域已取得多项开创性进展，推动了蓝藻生物技术的快速发展，但先进基因组编辑工具的匮乏，尤其是基于CRISPR系统的精准编辑技术，在蓝藻中的应用仍受到诸多限制，这极大地阻碍了蓝藻基因功能解析、代谢途径优化及工程菌株构建的进程。
为突破这一技术瓶颈，本研究成功开发了pCyABE——一种专门用于蓝藻的全新腺嘌呤碱基编辑器，该工具可实现高效、精准的A·T碱基对向G·C碱基对的定向转换，填补了蓝藻高效腺嘌呤碱基编辑领域的空白。与传统基因组编辑技术不同，pCyABE系统采用TadA脱氨酶与Cas9切口酶（nickase）构建融合蛋白，核心优势在于无需引入DNA双链断裂（DSB），也无需提供外源供体模板，即可完成精准的碱基替换，有效降低了编辑过程中产生的插入/缺失突变（indel），显著提升了编辑的精准度与安全性。
为验证pCyABE系统的编辑效率与通用性，我们选取了蓝藻研究中两种模式菌株——集胞藻Synechocystis sp. PCC 6803与念珠藻Anabaena sp. PCC 7120进行实验验证。结果表明，该系统在两种不同蓝藻菌株中均展现出较高的编辑效率，编辑成功率稳定且可控，证实了pCyABE具有良好的宿主通用性，可广泛应用于不同类群蓝藻的遗传编辑。
此外，pCyABE系统还具备多项突出特性，进一步拓展了其应用场景：其一，支持多位点同时编辑，可实现多个靶基因的同步精准改造，大幅提升蓝藻遗传操作的效率；其二，可通过特异性破坏基因起始密码子的方式，快速实现靶基因的沉默，为蓝藻基因功能研究提供了便捷高效的技术手段；其三，经严格检测，该系统具有较低的脱靶活性，能够有效避免非靶标位点的意外编辑，保障了编辑的特异性；其四，该工具可通过蔗糖反选标记实现高效去除，避免了筛选标记对蓝藻细胞代谢的干扰，便于后续的连续遗传改造与菌株优化。
综上，pCyABE的开发与验证，为蓝藻的基础研究与生物技术应用提供了一个灵活、高效、精准的基因组编辑平台，不仅显著扩展了蓝藻的遗传操作工具箱，也为推动蓝藻在绿色生物制造、环境治理、新能源开发等领域的产业化应用奠定了坚实的技术基础，具有重要的理论价值与应用前景。
原文链接：Programmable adenine base editing in cyanobacteria using an engineered TadA-Cas9 fusion原
