韩春雨即将沉冤昭雪?NgAgo基因编辑技术被美国普渡大学科学家成功实施

  • 2019-05-13 02:53:35

还记得去年隆冬腊月刮起的那阵名为“CRISPR-Cas9基因编辑婴儿诞生”的凛冽寒风吗?


印第安纳州WEST LAFAYETTE消息: 基因编辑一直是备受追捧和有争议的技术。上个月,世界卫生组织要求国际登记处跟踪编辑人类基因组的所有研究。



CRISPR惨遭diss,NgAgo卷土重来


在2019年4月4日在奥兰多市举行的美国化学学会全国会议(National Meeting of the American Chemical Society)上,美国PURDUE UNIVERSITY普渡大学的研究人员介绍了他们的研究成果。他们开发出一种新技术,这可能改变未来基因编辑的方式。



CRISPR-Cas9技术是目前应用最广泛的基因编辑技术之一。这种方法需要特定的功能性序列或基序来限制修改。


普渡大学农业与生物工程助理教授Kevin Solomon说,“CRISPR经编程后切割特定区域的DNA,在有机体中实现精确编辑,从而增加可持续生产,治疗疾病甚至培育出更好的作物。但是,它需要某种功能性的序列来将修饰限制在某些区域。”


人体中的许多疾病,包括几种类型的癌症,都是由基因组中特定位点发生突变引起的。Solomon领导的一个研究团队开发出一种方法,该方法使用来自格氏嗜盐碱杆菌(Natronobacterium gregoryi)的蛋白Argonaute(NgAgo),并提供作为向导的DNA以便能够在基因组的任何位置进行修饰,这就为潜在地改进可持续生产、疾病治疗、药物发现和作物培育提供新的选择。



普渡大学的研究人员开发出一种可以改变基因编辑方式的新技术。NgAgo用指导DNA(红色)编程以切割特定区域的DNA(紫色),从而实现精确的遗传修饰。图/Kevin Solomon/Purdue University


“薛定谔的猫”系列——NgAgo基因编辑系统到底存不存在?


早在2016年5月2日,韩春雨作为通讯作者在《Nature Biotechnology》(简称NBT)期刊发表了标题为“DNA-guided genome editing using the Natronobacterium gregoryi Argonaute”的论文。来自中国河北科技大学和浙江大学医学院的研究人员发现类似于Cas9,来自Argonaute蛋白家族的核酸内切酶也利用寡核苷酸作为向导降解入侵的基因组。他们发现来自格氏嗜盐碱杆菌(Natronobacterium gregoryi)的一种Argonaute蛋白(NgAgo)作为一种核酸内切酶,在向导DNA(guide DNA, gDNA)的引导下,能够在人细胞中进行基因组编辑,把这种系统称为NgAgo基因编辑系统。


这种NgAgo-gDNA系统设计方便,gDNA可直接转染细胞,而无需构建专门的gDNA表达载体;NgAgo可编辑基因组内任何位点,而Cas9的基因组靶点必须位于PAM序列的上游,而且不能富含G+C;所使用的gDNA是DNA而非RNA,不会像RNA那样容易形成二级结构而导致失效或脱靶效应;对游离于细胞核的DNA具有更高的切割效率。由此可知,相比较于Cas9-sgRNA,NgAgo-gDNA具有更大的优势,规避了令人头痛的脱靶效应,其应用前景是不言而喻的。更难能可贵的是,在Cas9-sgRNA成为全世界各大实验室争相使用的香饽饽时,这项研究发现的新基因编辑系统具有如此巨大的优势,向它发出有力的挑战,在国内外引发一阵热潮。


可是,在之后的2年多的时间里,来自各个国家的科学家们纷纷表示无法重复韩春雨NgAgo系统的基因编辑结果。以致使韩春雨招致了各种质疑和诽谤打击,外界风言风语称其论文造假,涉嫌学术不端行为等等。最终,这篇论文被NBT撤回,也对韩春雨在学术界造成了恶劣影响。


2018年8月31日,河北科技大学发布了《学校公布韩春雨团队撤稿论文的调查和处理结果》,调查未发现韩春雨团队有主观造假情况,持续两年多的韩春雨论文事件最终落下帷幕。同时,这一处理结果基本上宣判了韩春雨团队NgAgo基因编辑系统的死刑。


好像韩春雨有机会沉冤昭雪了?因为普渡大学的这一项研究证实NgAgo基因编辑系统是真实存在的,而且在可持续生产、疾病治疗和作物培育方面具有应用价值。


负责这个研究项目的硕士研究生Michael Mechikoff说道,“尽管还有很多研究工作要做,但我们已证实,这种分子剪刀能够编辑当前技术无法编辑的DNA区域。”


在Solomon实验室开展这项研究的博士生Kok Zhi Lee说,“我最好的朋友之一在几年前死于一种由遗传变异导致的癌症。我一直梦想着为我的朋友设计一个不同的场景——生活在一个基因工程是校正遗传疾病的一种常规和安全的选择的时代。凭借我们的技术潜力,我预计在未来遗传病将成为人类的历史。”


在未来,遗传病将成为人类历史?这位朋友志(kou)向(qi)远(bu)大(xiao)啊!


技术可能是存在的,沉冤昭雪却未必


2019年1月22日,华中农业大学张安定、金梅林、韩丽,以及同济大学项耀祖合作,在 Nucleic Acids Research 杂志发表了题为:The prokaryotic Argonaute proteins enhancehomology sequence-directed recombination inbacteria 的研究论文。该研究表明,NgAgo可能仍然具有作为原核宿主基因编辑器的潜力,证实NgAgo的的基因编辑是通过RecA进行的同源重组介导的,而RecA与NgAgo以非预期的方式物理结合,但NgAgo的特定作用仍不清。



需要特别指出的是,华中农业大学和普渡大学的这两篇论文表明NgAgo对DNA有潜在的编辑能力,并未发现其对真核细胞有基因编辑能力(也就是不能证明韩春雨的研究可能正确),且普渡大学的这篇论文未经同行评议,直接发表于预印本网站BioRxiv。至于论文结论严谨性与否,期待后续消息。


参考资料:

New protein for gene editing may improve disease treatment, sustainable manufacturing

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-04/pu-npf040219.php

https://phys.org/news/2019-04-protein-gene-disease-treatment-sustainable.html

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