博士畢業于西北農林科技大學，留校任教，西北農林副教授以共同第一作者身份發表Nature Communications

近日，西北農林科技大學陳玉林教授團隊合作在《Nature Communications》期刊上發表題為“Engineering the MmeFz2-ωRNA system for efficient genome editing through an integrated computational-experimental framework”的研究成果。動科學院魏迎輝教授、王小龍教授和動物醫學院劉旭教授及上海科技大學吳兆韡副研究員為論文的共同通訊作者。動科學院徐坤副教授和在讀博士研究生李尚樸、伍振旻、高鵬飛和碩士研究生姜鶴楠為共同第一作者。

該研究首先在ωRNA骨架優化方面，利用AlphaFold3對MmeFz2-ωRNA-DNA三元復合物結構進行了精準預測，針對野生型ωRNA中存在的結構冗余與不穩定序列進行定向改造和重塑，開發出截短增強型en-ωRNA。優化后的ωRNA骨架尺寸縮小30%，穩定性與轉錄強度顯著提升，其介導的基因編輯（Indel）效率較野生型提高至16.7倍。

在MmeFz2蛋白優化方面，研究采用了AlphaFold3輔助理性設計和EVOLVEpro驅動AI進化的互補性策略。首先，基于AlphaFold3的理性設計在蛋白-核酸界面設計了141個單點突變，通過細胞內源位點打靶驗證實驗篩選出C69K等高效突變體，進一步通過兩輪組合優化獲得理性設計最優突變體en-Pro（C69K/E305N/E326Q）。該突變體與en-ωRNA組合形成enMmeFz2-ωRNA系統，其基因編輯效率較原始版本提升至76.0倍。同時，研究將141個單點突變體的實驗結果導入近期報道的EVOLVEpro蛋白語言模型，通過三輪“預測—驗證”迭代篩選，選取效率最高的5個預測突變進行組合，得到AI進化突變體evo-Pro（E178H/E305S/E418R）。其與en-ωRNA組合形成了evoMmeFz2-ωRNA系統，編輯效率較原始版本提高至66.1倍。此外，研究通過在evoMmeFz2-ωRNA系統基礎上融合非特異性DNA結合結構域（HMG-D），使該系統平均編輯效率進一步提升1.2倍。

為驗證該系統的體內基因編輯潛力，研究分別構建了搭載evoMmeFz2-ωRNA和evoMmeFz2-HMG-D-ωRNA的單AAV病毒顆粒，并通過腿部肌肉注射遞送至人源化杜氏肌營養不良癥（DMD）模型小鼠體內，成功誘導了DMD基因外顯子的跳躍編輯，達到了治療水平的肌萎縮蛋白表達。

該研究通過整合AlphaFold3輔助理性設計和EVOLVEpro驅動AI進化的互補策略，建立了一套基因編輯工具的優化新方案，成功篩選出系列高效的MmeFz2核酸酶突變體，構建了微型、高效的MmeFz2-ωRNA基因編輯新系統。