一、文章概览

2026年7月22日，北大-清华生命科学联合中心伊成器课题组与华东师范大学生命科学学院李大力课题组合作，在国际顶级学术期刊《Nature》发表题为"Precise DNA base editing using AlphaFold3-based contact modelling"的研究论文。研究团队整合AlphaFold3（AF3）预测的接触概率（contact probability，CP）与高通量测序获得的脱靶编辑信息，开发出AI驱动的ContactSeek框架，系统识别了Cas蛋白和脱氨酶中决定编辑特异性的关键氨基酸残基，并据此对碱基编辑工具进行工程化改造，显著提升了编辑特异性，为实现基因编辑工具的精准性设计提供了新范式。

值得注意的是，本次研究全部大规模、高深度、高通量测序工作均由赛陆Salus EVO高通量测序平台支撑完成。国产测序平台再度以过硬的数据质量，助力中国科学家站上世界学术之巅。

二、成果介绍：AI 如何给基因编辑器"开天眼"

突破一： AlphaFold3——接触概率比三维结构更灵敏

研究团队让AF3分别预测碱基编辑器于在靶位点（on-target）与脱靶位点（off-target）上形成的 DNA-RNA-蛋白质三元复合物，结果发现：即便目标序列存在单碱基错配，AF3预测出的三维结构并不能反映构象变化。

令人意外的是，AF3的另一个输出：接触概率（CP）。CP反映了任意两个氨基酸或核苷酸残基处于邻近位置的可能性，其数值大小可以判断两个残基是否发生相互作用。研究发现，错配区域的CP值会明显下降，而且CP不仅能灵敏捕捉单个碱基错配引起的局部互作变化，还能响应单个氨基酸突变带来的差异。系统基准测试证实，CP在识别分子互作改变上远比三维结构敏感——AF3内部形成的高维分子表征，蕴含着远比一张静态结构图更丰富的信息。

图1 AlphaFold3 的预测流程示意图：AlphaFold3 首先对输入序列进行特征表示，再根据特征表示生成预测的结构和接触概率矩阵

图2 AlphaFold3 对脱靶位点复合物的预测：（a）结构预测中，红色箭头所指的错配碱基仍保持正常配对状态；（b）脱靶位点复合物错配核酸链之间的 CP 相对于在靶位点复合物的变化，错配区域 CP 值明显下降

核心突破二：ContactSeek 精准定位"关键残基" 

基于上述发现，研究团队构建了ContactSeek框架，用于解析脱靶复合物与在靶复合物中的互作差异，从而发掘对碱基编辑特异性起到关键作用的氨基酸位点。

图3 ContactSeek 框架示意图

团队首先获得Cas9蛋白的全新变体K1020D：在HEK4靶点和ABEsite16靶点上，脱靶信号总量显著降低，而在靶编辑活性几乎不受影响。随后，团队又把ContactSeek模块化地应用于脱氨酶TadA8e，筛选出能抑制RNA脱靶的F156D突变。两者组合而成的双突变编辑器被命名为ABE8e-DD。与现有的三种高精准性ABE相比，ABE8e-DD保持了高效的在靶编辑，同时在DNA脱靶和RNA脱靶方面均展现出了显著的优势（图4a）。

研究团队进一步，将同一框架推广到Cas12a 胞嘧啶碱基编辑器（CBE）：鉴定出的Cas12a(R284E)-A3A(H29D) 变体，其碱基编辑器的特异性也显著提高（图4b）。

图4 ContactSeek 框架辅助开发的突变体 ABE8e-DD（4a）和 Cas12a(R284E)-A3A(H29D)（4b）与现有高精准性碱基编辑工具的比较

这项工作为AlphaFold3开辟了全新用法：AI的价值不局限于生成三维结构，其内部的接触概率表征可以灵敏"感知"分子互作的细微变化。ContactSeek，为生物分子互作特异性的解析与优化提供了可解释、可验证的研究范式，也为AI for Science写下了生动注脚。

当前，人工智能正从数字世界加速走向真实的物理与生命系统。这项工作不仅为生物分子互作特异性的解析与优化提供了新的思路，也表明面向生命科学的可信人工智能应当具备可解释和可验证的能力，从而服务于更加安全、精准的生物医学应用。

三、顶刊背后的"测序引擎"：赛陆Salus EVO

高质量的组学发现，离不开高质量的测序数据。Salus EVO 能够支持本项目测序工作，靠的是全维度进化升级的硬实力：

数据准确：自研全新光学系统、高效生化体系与测序酶，为微弱表观遗传信号的精准捕捉提供了质量底座；

通量与速度的极值平衡：支持 1500M、3000M 两种芯片及双测序单元滚动上机，运行时间缩短至 8-24 小时；

读长灵活、场景多元：适配 cfChIP-seq、全基因组测序（WGS）、全基因组甲基化测序（WGBS）、单细胞及空间转录组等多种组学场景；

国产化更可控：从仪器配件到耗材，核心部件全国产化，供应链稳定、测序成本更低，让大样本研究"测得起、测得快"。

本次课题核心研究者也对赛陆平台性能作出评价：

“Salus EVO测序平台速度快、交付周期短，在特殊文库构建与测序场景中表现优异，完美支撑了本次大样本、高深度的顶刊研究。”——第一作者、北京大学生命科学学院博士后孟浩巍。

从癌症早筛到基因编辑，越来越多顶刊成果的背后，都有国产测序平台的身影。本次《Nature》论文再度佐证，赛陆Salus EVO的数据质量与交付能力足以匹配世界一流的科研要求。未来，赛陆将持续打磨"准确、快速、灵活、可及"国产测序技术，持续赋能国内科研团队冲击国际顶刊，加速前沿发现更快走向临床、惠及大众！

国产优选测序方案

关于赛陆

赛陆创办于2020年，是国家高新技术企业和国家专精特新小巨人企业，专注于开发自主知识产权的上游测序平台、超分辨空间组学平台和固相基因芯片检测平台，实现基因组学、空间组学以及基因芯片产品的自主开发及科研临床端转化。公司突破了以往测序和组学产品在通量、成本、分辨率、自动化等方面的瓶颈，取得国家药监局NMPA三类医疗器械注册证、欧盟CE-IVDR等多项关键认证。公司发展迅速，现拥有国际领先的测序、组学和芯片平台，可以为中下游应用提供全面的解决方案，产品畅销海内外。