每日一题|NO.286 如何评价基因编辑技术“NgAgo-gDNA”

作者:学习联盟 浏览 49

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 编者按


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Q

如何评价基因编辑技术“NgAgo-gDNA”。

A

2016 年5月,河北科技大学韩春雨作以通讯作者身份在Nature Biotechnology 发表了题为“DNA-guided genome editing using the Natronobacterium gregoryi Argonaute”的研究论文。主要描述了 NgAgo 可进行 DNA 引导的基因组编辑并阐明了其中的原理,该发现当时被称为CRISPR-Cas9 基因编辑技术后又一“强大”基因编辑“利器”。

2016年7月开始,由澳大利亚科学家 Gaetan Burgio开始提出的质疑快速影响到国内,直至 2017 年 8 月, Nature Biotechnology  发布撤回韩春雨团队该论文的公告,并以2018年9月韩春雨公开“表示歉意并对同行学者和社会的关注表达感谢”为止,标志该风波告一段落。
在了解 NgAgo 前,需要先认识一下 pAgo。pAgo,即原核生物 Argonautes,其与已成熟的 CRISPR-Cas 基因编辑系统相似,也是通过与导向单链核酸相结合,进而对其导向链识别的靶向链进行切割,完成对目标 DNA 的编辑工作。但与 CRISPR-Cas 基因编辑不同的是,pAgo 并不需要一个额外的与靶基因相邻的前间隔序列邻近基序( protospacer adjacent motif, PAM )的短片段DNA,这在理论上可以对任意序列进行 DNA 编辑工作而不再受到需要PAM存在的限制。由于其具有强大的 DNA 编辑潜力,因此pAgo被研究人员誉为基因编辑的“万能钥匙”。不过,由于研究深入程度和技术等原因,pAgo 一直没有开发出像 CRISPR-Cas 这样既简洁又富有功能性的准商业化产品。
NgAgo 作为 pAgo 的候选者,近年来才被逐渐发现并提纯,但此前的研究并没有让各国科学家们意识到它具有 DNA 核酸内切酶的作用。这一分子来源于嗜盐古菌这一古老的原核生物,在其胞内表达较低,但在非嗜宿主体内重折叠后也不具备 DNA 编辑功能。先前的研究也证实重折叠后的 NgAgo 并不能在体外完成 DNA 编辑工作,不过可以在 37℃环境中的菌体内具备基因组编辑的功能。
然而,2019 年 4 月 4 日,BioRxiv 刊登了一篇来自美国普渡大学团队未经过同行评议的名为“NgAgo-enhanced homologous recombination in E. coli is mediated by DNA endonuclease activity”的文章,主要阐述了 NgAgo 核酸内切酶活性介导增强大肠杆菌的同源重组,即NgAgo 具备内切 DNA 的能力(区别于从线性的DNA分子两端的外切),显示了NgAgo 确实具有 DNA 内切作用。
NgAgo,正是韩春雨论文风波中的核心蛋白因子。NgAgo 是否可以作为一种 DNA 引导的核酸内切酶在真核生物内靶向性切割 DNA,也是其中的最关键问题之一。
至于如何评价NgAgo-gDNA技术,目前还难以给出明确结论,所谓“仁者见仁、智者见智”。但是,对于科学研究,需要有科学的态度,既要“纠错”、更要“容错”,即使是真理,也有一个被发现、被接受的过程,而谬误也同样需要一个被证伪、被拒绝的过程。

答案参考资料:

1. Kok Zhi Lee, Michael A. Mechikoff, et al. NgAgo-enhanced homologous recombination in E. coli is mediated by DNA endonuclease activity. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/597237v1
2. https://user.guancha.cn/main/content?id=100913
3. http://www.bioon.com/article/6737253.html


答案提供:孙东翀(长春中医药大学附属医院)

责任编辑:张越然

审核校对:潘运高

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