撰文丨王聪
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
通过工程化设计的可招募 ADAR 的 RNA(ADAR-recruiting RNA,arRNA)来利用内源性腺苷脱氨酶 ADAR,提供了一种安全、可编程的 RNA 编辑策略,且无需递送外源酶。然而,由于对 ADAR 作用机制的理解尚不充分,阻碍了具有更高效率和精度的 arRNA 的理性设计。
2026 年 6 月 10 日,北京大学魏文胜教授作为通讯作者(宋德力、刘歌行、张巍、任纪武、靳宣宣、孙洋龙、易泽轩为论文共同第一作者),在国际顶尖学术期刊 Cell 上发表了题为:RNA structure programs endogenous ADAR for precise and efficient editing 的研究论文。
该研究开发了结构优化的双凸起arRNA 设计平台——LEAPER 3.0,可在多种 ADAR 背景下实现精确且高效的内源性 A-to-I RNA 编辑。
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早在 2019 年,魏文胜教授团队开发了一种新型 RNA 编辑技术——LEAPER(Leveraging Endogenous ADAR for Programmable Editing of RNA),与基于 CRISPR 的 DNA 或者 RNA 编辑技术不同,LEAPER 仅需要在细胞中表达设计的可招募 ADAR 的 RNA(ADAR-recruiting RNA,arRNA),即可招募细胞中内源性腺苷脱氨酶 ADAR,实现靶向目标 RNA 中腺嘌呤到肌苷(A-to-I)编辑。
2022 年,魏文胜教授团队进一步开发了 LEAPER 2.0,通过设计可招募 ADAR 的环形 RNA(circular ARAR-recruiting RNA,circ-arRNA),实现 RNA 编辑效率大幅提升,并显著降低了脱靶效应,提高了编辑精准度。
在这项最新研究中,研究团队提出了 LEAPER 3.0,这是一种新一代 RNA 编辑平台,整合了 AlphaFold3 的结构预测与系统性生化和细胞学分析,用以明确 ADAR1 或 ADAR2 与双链 RNA 之间的分子界面,发现了 ADAR 结合区域内的 RNA 凸起调控编辑的敏感性和特异性,这个 RNA 凸起是故意设计的局部非配对 RNA,外部 RNA 凸起增强编辑,内部 RNA 凸起控制旁系编辑。
基于这些认识,研究团队得以对 arRNA 进行理性优化——将可编辑的序列范围扩展至之前难以处理的位点;抑制双链区域内的脱靶编辑;并在相邻腺苷之间实现单核苷酸级别的精准区分。此外,研究团队进一步验证了LEAPER 3.0 在视网膜疾病Usher 综合征和肝脏疾病α1-抗胰蛋白酶缺乏症(AATD)中的治疗效果,均实现了高效且精准地编辑,并产生了可观测的治疗效果。
该研究的亮点:
确定 ADAR1 或 ADAR2 在 arRNA-靶标 RNA 双链上的功能全景;
ADAR 结合区域内的 RNA 凸起可调控编辑的敏感性和特异性;
工程化凸起扩展了内源性 ADAR 编辑的可编辑 RNA 序列空间;
LEAPER 3.0 能够在多种 ADAR 背景下实现精确且高效的 RNA 编辑。
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总的来说,该研究阐明了 arRNA 介导编辑的结构和机制原理,为理性设计高效且精准的A-to-I RNA 编辑工具建立了框架。
论文链接:
https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(26)00514-3
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