可編程rna編輯能夠在不改變基因組序列的情況下，以可逆方式調控rna信息，在基礎研究和疾病治療領域展現出獨特優勢。然而，現有rna鹼基編輯工具大多局限於「單點編輯」，難以應對涉及多個核苷酸的複雜調控。因此，開發能夠在一定區域內實現多鹼基可控編輯的新工具，具有重要的科學意義與應用價值。
2026年1月2日，北京大學伊成器課題組在nature biotechnology在線發表了題為single-strand deaminase-assisted editing for functional rna manipulation的研究論文。該研究建立了由單鏈脫氨酶輔助的可調節rna信息操縱平台aim（adjustable rna information manipulation）。該平台突破了目前rna鹼基編輯工具「單點編輯」的限制，實現了在rna靶向區域內對不同數量、多種類型鹼基的可控與精準操縱，為rna功能研究與疾病干預提供了強大的底層技術支撐。
aim平台由rna靶向的dcas13蛋白、單鏈rna脫氨酶tada，以及特殊設計的可成環嚮導rna（loop-forming grna，lf-grna）組成。lf-grna能夠在目標rna上誘導形成一個局部單鏈的「環區」，使其中的鹼基充分暴露，成為單鏈脫氨酶作用的有效底物；同時，環區兩側由lf-grna與靶rna互補配對形成雙鏈結構，可有效阻止非目標位點的編輯。通過改變lf-grna誘導的單鏈環區的大小，可以實現對rna編輯窗口尺寸的靈活且可控調節。
圖1. aim技術示意圖
為拓展aim平台的編輯能力，研究團隊對脫氨酶tada進行了蛋白質理性設計並獲得一系列tada變體，構建了三類具有不同功能的aim系統： aim-a / aim-amax（a-to-i編輯）；aim-c / aim-cmax，（c-to-u編輯）；以及aim-a&c / aim-a&cmax（同時實現a與c的編輯）。
依託aim平台「多位點、多功能」的編輯特性，研究團隊完成了現有rna編輯工具難以實現的應用。首先，aim的多位點編輯能力在提前終止密碼子uaa的通讀中展現出獨特優勢。利用aim-amax系統，研究團隊成功在同一密碼子內實現兩個a鹼基的同時編輯，從而在多個轉錄本上實現了uaa提前終止密碼子的通讀。隨後，在囊性纖維化細胞模型以及杜氏肌營養不良小鼠模型中，研究團隊檢測到全長蛋白表達和功能恢復，展示了aim平台在疾病治療方面的應用潛力。此外，研究團隊還將aim應用於操縱與蛋白翻譯後修飾相關的rna信息。蛋白質翻譯後修飾具有動態性和可逆性，這一特點使其成為通過rna編輯工具進行功能干預的理想對象。研究團隊利用aim在rna水平對單個或相鄰的關鍵磷酸化相關密碼子進行改寫，從而實現對蛋白質穩定性的調控。
圖2. aim在rna信息操縱中的應用
研究團隊還對aim的安全性進行系統評估。在轉錄組層面，aim的非靶向編輯事件處於較低水平，且不會對全局基因表達產生顯著影響；在基因組層面，研究者發現aim在dna上的編輯水平與陰性對照無顯著差異。此外，在細胞和動物模型中均未檢測到aim誘導的免疫激活反應。因此，aim平台具有較高的特異性和良好的安全性。
綜上所述，aim平台實現了在特定rna區域內對多個鹼基的精確操縱，並在此基礎上拓展了a-to-i、c-to-u及a&c同時編輯等多種編輯模式，且展現出良好的特異性和安全性。
北京大學生命科學學院、基因功能研究與操控全國重點實驗室、核糖核酸北京研究中心、北大-清華生命科學聯合中心伊成器教授為該論文的通訊作者。北京大學生命科學學院博士後庄元、北京大學生命科學學院博士研究生朱擎國（2022級）、北京大學前沿交叉學院博士研究生烏浩（2020級）和林湘玥（2022級）是本論文的共同第一作者。該研究得到了國家自然科學基金委、北京市科學技術委員會、中國農業農村部、新基石科學基金會和核糖核酸北京研究中心的資助。國家蛋白質科學基礎設施-北京基地北大分中心為該研究提供了重要支持。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41587-025-02956-7
https://www.bio.pku.edu.cn/homes/index/news_cont/22/18659.html
