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NgAgo-gDNA技術又添新菜


NgAgo-gDNA技術又添新菜



技術原理

NgAgo-gDNA技術是以DNA作為引導工具的基因編輯技術NgAgo-gDNA技術的工作原理與CRISPR-Cas9技術有些類似,都是在引導工具的引導下,令核酸酶對特定位點的基因序列進行切割,從而進行基因編輯。不同的是NgAgo-gDNA技術中所用到的引導工具是一段引導DNA(gDNA)而不是CRISPR-Cas9技術中的RNA。由於也不需要通過蛋白(如鋅指蛋白)來尋找需要替換的序列,因此,NgAgo-gDNA技術與CRISPR-Cas9技術一樣,較之前的基因編輯技術,在操作上要簡單方便得多,利於其在應用中的推廣。


NgAgo-gDNA技術所用的核酸酶是NgAgo,一種存在於格氏嗜鹽鹼桿菌(Natronobacteriumgregoryi)中的Ago內切核酸酶蛋白。Ago核酸酶最初是由荷蘭科學家發現其可以有效地利用單鏈DNA作為短介質,去相對精準地切割基因組靶點。而最初的研究的局限性在於實驗所需要的溫度在65-75攝氏度,不能在生理條件下完成。而通過韓春雨教授團隊的不斷搜尋,最終他們發現來自於格氏嗜鹽鹼桿菌的Ago同源蛋白可以在生理條件下實現類似的功能。


韓春雨NgAgo-gDNA技術可能比CRISPR-Cas9技術擁有更多優勢與CRISPR-Cas9技術相比,NgAgo-gDNA技術可編輯的靶位點的選擇範圍更大。因為Cas9需要與基因組上19個鹼基配對,並要求在這組鹼基後緊鄰一個特定的三鹼基序列(PAM序列),一定程度上限制了靶位點的選擇範圍,而NgAgo-gDNA技術中靶位點的選擇則不受PAM序列的限制,編輯對象所受限制更小,幾乎能編輯基因組內任何位置。


另外,與NgAgo結合的gDNA長度為24個鹼基,這比與Cas9結合的19個鹼基的gRNA要長5個鹼基,理論上其精確性要提高1024(4的5次方)倍。並且韓春雨團隊的研究還發現,與CRISPR-Cas9相比,NgAgo–gDNA系統對嚮導序列-靶序列錯配容忍度很低。編輯精準度更高,能更有效地避免脫靶現象。

研究爭議


2016年5月2日,世界頂級學術刊物《自然·生物技術》刊發了他的論文《NgAgoDNA單鏈引導的基因編輯工具》,一時引來無數關注的目光。韓春雨再一次處在輿論中心,越來越多的人對其實驗結果是否可重複提出了質疑。


2016年6月底,韓春雨本人曾在百度貼吧上做出一些回應。他在對網友的回復中表示,新系統剛出來都會「不好使」,他也認同NgAgo系統不夠穩定,等2.0版本出來會找專門機構免費發放。


北京時間2016年7月29日,一度支持韓春雨的澳大利亞國立大學的基因學家GaetanBurgio在推特上發布長文《我的NgAgo經歷》,否認自己7月15日之前部分重複實驗時得出的結論,並表示他和同事在過去一個月做了多次嘗試,但最終發現NgAgo無法進行基因組編輯,他呼籲《自然》雜誌要求韓春雨公開所有原始數據和實驗條件。


媒體評論

《自然》雜誌執行主編尼克坎貝爾評論說:「雖然這項新技術還處於初期,但有一些理由讓我們相信它與現在普遍使用的 CRISPR-Cas9技術相比有多種優勢,特別是在更精準的基因編輯方面。」我們認為NgAgo-gDNA基因編輯技術與之前的基因編輯技術相比各有特點,可能存在一定的優勢,但其推廣應用還需更進一步的研究來驗證。由於基因編輯技術整體在科學上和商業上擁有較好的發展前景,並且NgAgo-gDNA技術是中國國科學家首次發明,擁有知識產權優勢,建議關注該技術的研究進展。


參考資料


1.諾獎級論文作者回應質疑:對重複實驗充滿信心


2.中國學者發明新基因編輯技術 NgAgo-gDNA技術


稿件來源:琅琊伙夫

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