北京大学伊成器团队开发新型RNA编辑平台，突破“单点编辑”，实现RNA多位点、多功能精准操控

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

RNA编辑具有可逆和不改变基因组序列的特性，在基础研究和疾病治疗领域展现出独特优势。然而，现有 RNA 碱基编辑工具大多局限于“单点编辑”， 难以应对涉及多个核苷酸的复杂调控。因此，开发能够在一定区域内实现多碱基可控编辑的新工具，对于拓展RNA编辑的应用范围具有重要意义。

2026 年 1 月 2 日，北京大学伊成器团队（庄元、朱擎国、乌浩、林湘玥为论文共同第一作者）在Nature Biotechnology 期刊发表了题为：Single-strand deaminase-assisted editing for functional RNA manipulation 的研究论文。

该研究建立了由单链脱氨酶辅助的可调节 RNA 信息操纵平台——AIM（adjustable RNAinformationmanipulation）。该平台突破了目前 RNA 碱基编辑工具“单点编辑”的限制，实现了在 RNA靶向区域内对不同数量、多种类型碱基的可控与精准操纵，为 RNA 功能研究与疾病干预提供了强大的底层技术支撑。

AIM 平台由三个核心元件构成：负责 RNA 靶向的dCas13蛋白、经过理性设计的单链 RNA 脱氨酶TadA，以及一种特殊设计的可成环向导RNA（loop-forming gRNA，LF-gRNA）。LF-gRNA 能够在目标 RNA 上诱导形成一个局部单链的“环区”，使其中的碱基充分暴露，成为单链脱氨酶作用的有效底物；同时，环区两侧由 LF-gRNA 与靶 RNA 互补配对形成双链结构，可有效阻止非目标位点的编辑。通过改变 LF-gRNA 诱导的单链环区的大小，可以实现对 RNA 编辑窗口尺寸的灵活且可控调节, 从而在特定区域内实现对多个碱基进行精准编辑。

AIM技术示意图

为进一步拓展 AIM 平台的编辑能力，研究团队对脱氨酶 TadA 进行了蛋白质理性设计与功能重塑，构建了三类具有不同功能的 AIM 系统：

1）AIM-A/AIM-Amax，可实现精准高效的 A-to-I 编辑；

2）AIM-C/AIM-Cmax，可实现纯净的 C-to-U 编辑；

3）AIM-A&C/AIM-A&Cmax，可在同一 RNA 分子中同时实现 A与C 的编辑。

通过设计具有不同 RNA 编辑功能的 TadA 变体，AIM 从单一编辑模式拓展为具备多种编辑功能的 RNA 信息操纵平台，从而能够覆盖更加多样化的 RNA 调控需求。

依托 AIM 平台“多位点、多功能”的编辑特性，研究团队完成了现有 RNA 编辑工具难以实现的应用。首先，AIM 的多位点编辑能力在提前终止密码子UAA的通读中展现出独特优势。现有 RNA 编辑工具通常只能高效编辑单个腺嘌呤（A），而 UAA 终止信号的解除需要在同一密码子内实现两个 A 碱基的同时编辑。利用 AIM-Amax 系统，研究团队成功在同一密码子内实现两个 A 碱基的同时编辑，从而在多个转录本上实现了 UAA 提前终止密码子的通读。进一步，在囊性纤维化细胞模型以及杜氏肌营养不良小鼠模型中，研究团队检测到全长蛋白表达和功能恢复，展示了 AIM 平台在疾病治疗方面的应用潜力。

此外，研究团队还将 AIM 应用于操纵与蛋白翻译后修饰相关的 RNA 信息。蛋白质翻译后修饰具有动态性和可逆性，这一特点使其成为通过 RNA 编辑工具进行功能干预的理想对象。研究团队利用 AIM 在 RNA 水平对单个或相邻的关键磷酸化相关密码子进行改写，从而实现对蛋白质稳定性的调控。

最后，研究团队对 AIM 的安全性进行系统评估。全转录组分析结果表明，AIM 在 RNA 层面的非靶向编辑事件处于较低水平，且不会对全局基因表达产生显著影响。此外，研究团队还评估了 AIM 潜在的 DNA 脱靶风险。通过 R-loop assay 及靶向 DNA 扩增子深度测序分析，研究团队发现，AIM 在 DNA 层面的编辑水平与阴性对照无显著差异。此外，在细胞和动物模型中均未检测到 AIM 诱导的免疫激活反应。因此，AIM 平台具有较高的特异性和良好的安全性。

综上所述，AIM 平台实现了在特定 RNA 区域内对多个碱基的精确操纵，并在此基础上拓展了 A-to-I、C-to-U 及 A&C 同时编辑等多种编辑模式，且展现出良好的特异性和安全性。未来，AIM 有望应用于 RNA 二级结构、翻译调控元件以及 RNA–RNA 或 RNA–蛋白相互作用位点等功能元件的精准操纵，成为理解和重塑 RNA 功能的重要工具。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41587-025-02956-7