基因编辑技术的不断突破，为生命科学研究与疾病治疗带来新的机遇。引导编辑技术Prime editing（PE）作为一种真核细胞精准引入基因突变的重要工具。其高效编辑范围拓展与副产物减少，对提升应用价值至关重要。

近日，中国科学院天津工业生物技术研究所毕昌昊研究员团队、张学礼研究员团队与天津医科大学肿瘤医院郝继辉教授团队合作，成功开发了逆向Prime editing（rPE）新策略，该策略通过合理设计和人工智能驱动的优化，实现了在 SpCas9 引导下的 3' 方向 DNA 编辑，扩展了 Prime 编辑的高效编辑范围，并显著提高了编辑保真度和效率，为基因编辑技术升级提供全新路径。

该策略基于SpCas9，能够在HNH介导的切口3'方向实现DNA编辑。通过使用Cas9切刻酶nCas9-D10A与针对切口5'方向的特定反向PE引导RNA （rPE gRNA），rPE可以在新的编辑窗口内写入遗传改变，具备潜在的高保真性。此外，团队利用蛋白质语言模型对HNH和逆转录酶进行工程改造，结合La组分，构建了环状erPEmax和erPE7max系统。它们在不依赖nick gRNA或正向筛选的条件下，实现了最高44.41%的编辑效率。

研究验证，rPE可以将功能增强的基因变体（如PIK3CDE527G）成功插入基因组，用于细胞治疗。综上，rPE通过扩展编辑范围和提高基因组操作灵活性，显著提升了Prime editing引导编辑技术在科研和临床应用中的潜力。

相关工作得到国家重点研发计划，国家自然科学基金，天津市自然科学基金等项目支持，相关成果发表在Nature Communications期刊。天津医科大学肿瘤医院杨超副研究员为第一作者，中国科学院天津工业生物技术研究所毕昌昊研究员、张学礼研究员，天津医科大学肿瘤医院杨超副研究员、石磊教授与郝继辉教授是共同通讯作者。

论文链接

逆向Prime editing（rPE）新策略的工作机制及开发