汪阳明团队开发REDDIT技术，实现增强子RNA与多类非编码RNA转录的高灵敏动态监测

2026年4月17日，基因功能研究与操控全国重点实验室、北京大学未来技术学院汪阳明教授团队在Nature Communications在线发表了题为“Sensitive monitoring of enhancer and noncoding RNA transcription via ribozyme-assisted RNA editing”的研究论文，报道了一种基于RNA编辑的新型转录报告系统—REDDIT（Ribozyme-processed ADAR-engaging RNA-directed editing）。该方法克服了现有活细胞转录报告系统在检测灵敏度、对宿主基因的干扰性以及对短寿命转录本检测能力方面的局限性，能够在不干扰内源基因表达的前提下，实现对编码基因及多种非编码RNA（lncRNA、pri-miRNA、eRNA）转录活性的高灵敏监测。研究团队将该系统应用于干细胞模型与高通量筛选，成功鉴定出调控lncRNA和eRNA转录的关键信号通路，为深入解析非编码RNA转录调控机制及细胞命运决定过程提供了新的技术手段。

细胞命运决定与发育过程依赖于精细且动态变化的转录调控网络。近年来研究表明，大量非编码RNA，尤其是lncRNA和eRNA，在基因表达调控中发挥着关键作用1,2。因此，精准捕获并动态追踪这些转录事件，对于深入理解发育过程及疾病发生发展具有重要意义。然而，这类RNA在细胞内通常表达丰度低且寿命短，而现有转录活性报告方法存在对内源表达产生干扰、外源序列插入负担大、依赖多组分组装以及灵敏度不足等问题，难以有效捕捉转录事件，尤其难以直接检测eRNA等不稳定转录本的转录活性3-6。因此，开发一种兼具高灵敏度、低干扰性和广泛适用性的转录监测工具，已成为该领域亟待解决的关键问题。

针对上述挑战，汪阳明团队创新性地开发了REDDIT系统，将内源转录事件转化为可检测的蛋白输出信号。该系统的核心设计是在报告基因中引入一个终止密码子（UAG），以阻断下游荧光蛋白的翻译；同时，将一段长度仅为281 nt的TRIGGER序列整合至目标基因的转录区域。当目标基因发生转录时，产生的TRIGGER序列经自剪切核酶加工后释放，并通过碱基配对招募内源RNA编辑酶ADAR，在报告转录本的特定位点发生A-to-I编辑（UAG-to-UIG），从而激活下游GFP的翻译（图1）。

图1 REDDIT方法原理图

REDDIT系统在多种实验场景中展示出良好的普适性和高灵敏度。研究团队首先在人胚胎干细胞中选取不同表达水平的内源基因作为检测对象，验证了该系统能够真实、可靠地反映内源转录活性，并实现对其动态变化的追踪。在此基础上，通过构建双报告系统，实现了在同一细胞内对两个内源基因转录活动的同步监测，成功描绘了人胚胎干细胞从“naïve”到“primed”状态转变的动态过程。进一步研究中，REDDIT在心肌分化过程中捕捉到miR-302转录的非同步沉默现象，揭示了转录调控在细胞群体中的动态异质性。在功能拓展方面，REDDIT系统被工程化为转录活性记录工具，通过与Cre重组酶系统耦合，实现了对瞬时信号的永久性记录。最后，依托其可量化且可扩展的特性，REDDIT被发展为高通量筛选平台，鉴定出多个调控lncRNA和eRNA转录的关键信号通路，为系统解析非编码RNA转录调控网络及其生物学功能提供了有力工具。

综上所述，该研究开发的REDDIT系统为内源性转录活动的实时监测提供了一个多功能、高灵敏度、可扩展的技术平台。该系统不仅解决了eRNA等短寿命非编码RNA在活细胞中难以追踪的关键问题，也为在内源背景下解析转录动态及其在细胞状态转换中的调控机制提供了有力工具。

基因功能研究与操控全国重点实验室汪阳明教授为通讯作者。北京大学未来技术学院2025级毕业生王静、博士生汪家震和博士后胡鲁峰为论文的共同第一作者。北京大学未来技术学院曹慧青研究员、赵雨亭博士、吴怡霞、赵舶言，前沿交叉学科研究院谢岗和杨子吟为论文工作做出了重要贡献。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-026-72033-3

1    Mattick, J. S.et al. Long non-coding RNAs: definitions, functions, challenges and recommendations. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 24, 430-447 (2023).

2    Arnold, P. R., Wells, A. D. & Li, X. C. Diversity and emerging roles of enhancer RNA in regulation of gene expression and cell fate. Front Cell Dev Biol 7, 377 (2019)

3    Wang, Y.et al. Genome-wide screening of NEAT1 regulators reveals cross-regulation between paraspeckles and mitochondria.Nat. Cell Biol.20, 1145-1158 (2018).

4    Truong, D.-J. J.et al. Intron-encoded cistronic transcripts for minimally invasive monitoring of coding and non-coding RNAs. Nat. Cell Biol.24, 1666-1676 (2022).

5    Zhao, Y.-T. & Wang, Y. Monitoring the promoter activity of long noncoding RNAs and stem cell differentiation through knock-in of sgRNA flanked by tRNA in an intron. Cell Discov. 7, 45 (2021).

6    Qian, Y.et al. Programmable RNA sensing for cell monitoring and manipulation. Nature 610, 713-721 (2022).