【摘要】 2021年9月3日，普渡大学Kevin V Solomon团队在Nucleic Acids Research（IF=16.97） 在线发表题为“NgAgo possesses guided DNA nicking activity ”的研究论文，再次发掘出 NgAgo 在基因编辑方面的潜力，并为看似矛盾的报告提供了新的见解。

事件回顾

 

2016年5月，《自然—生物技术》发表韩春雨团队新的基因编辑技术NgAgo，被媒体以“甘坐冷板凳、十年憋大招”的故事原型炒作而走红。此后半年，韩春雨个人及其所在大学陆续获得各类名誉和大量经费资助，随后被媒体热捧，称其为“三无”教授但有“诺奖级”发现。

 

韩春雨资料图  图源：网络

 

8月，数名国外学者实名称多次实验后，仍未能做出结果。并建议《自然-生物技术》介入，要求韩春雨公开原始数据。韩春雨曾回应，质疑不科学，并称已有实验室重复成功。

 

2017年8月，《自然—生物技术》发表题为《是该数据说话的时候了》社论，宣布撤回韩春雨团队于2016年5月2日发表在该期刊的论文。

 

2018年9月，河北科技大学发布公告，韩春雨团队不存在主观造假。但依据有关规定，取消韩春雨所获得的荣誉称号，终止韩春雨团队承担的科研项目并收回科研经费。

 

韩春雨团队回应称，实验设计存在缺陷、研究过程存在着不严谨的问题。

 

韩春雨团队资料图  图源：中国青年报

 

前述人士告诉《中国科学报》：“这波之后，NgAgo这个研究方向在中国做得很慢。韩春雨他们的工作开展起来也比较困难，连学生也没有新招。”

 

2019年4月4日，预印本网站BioRxiv刊登了一篇来自美国普渡大学研究人员的研究论文，表明NgAgo通过核酸内切酶活性介导增强大肠杆菌的同源重组。BioWorld第一时间解读并报道了该论文，该研究表明NgAgo可以编辑原核生物，但不能编辑真核生物基因组。

 

2019年7月，韩春雨在预印本网站BioRxiv发表了一篇关于基因编辑的新论文：Background free tracking of single RNA in living cells using catalytically inactive CasE，该研究开发了一种新型的活细胞RNA追踪成像工具——VN-dCasE-VC，效果和可用性更强。

 

该论文署名单位为河北科技大学基因编辑研究中心，通讯作者为韩春雨，第一作者为高峰。

 

 

最新进展

 

2016年，韩春雨团队的成果一下子使NgAgo火遍全球，广大研究人员去验证其效果，很不幸，没有相关的团队能确定NgAgo有基因编辑的功能，随后引发广泛质疑及一系列的后续事件，如今有了最新进展：

 

2021年9月3日，普渡大学Kevin V Solomon团队在Nucleic Acids Research（IF=16.97） 在线发表题为“NgAgo possesses guided DNA nicking activity ”的研究论文。

 

总的来说，该研究发现NgAgo 是一种新型 DNA 核酸内切酶，属于由特征 repA 结构域定义的未被识别的 pAgo 类。NgAgo 使用 PIWI 中保守的和新的未表征的 repA 结构域来切割 DNA。

 

NgAgo的这种切割介导原核生物中的基因编辑作用。该研究工作建立了探索 NgAgo 活性（以及其他 pAgo 的活性）的创新方法，并确定了将其发展为下一代合成生物学工具的关键蛋白质特征。

 

 

基因编辑是一种通过靶向修饰改造基因组的新技术。自发现以来，CRISPR/Cas9系统已成为基因组编辑库中最强大的工具之一。

 

NgAgo 专门切割与向导互补的 DNA  图源：Nucleic Acids Research

 

2021年7月23日，华中科技大学罗迪贤及南华大学胡政共同通讯在Molecular Biotechnology 在线发表题为“Identification of a Novel Cleavage Site and Confirmation of the Effectiveness of NgAgo Gene Editing on RNA Targets”的研究论文，该研究证实NgAgo在体外和体内可以进行RNA编辑。

 

 

不过，其他团队有另外的发现：

 

南通大学刘东团队在Cell Research 发表题为“NgAgo-based fabp11a gene knockdown causes eye developmental defects in zebrafish” 的研究论文，该研究发现gDNA / NgAgo可以与靶基因结合以阻断其转录，同时该研究也没有发现NgAgo具有基因编辑的能力。

 

该研究重新表征NgAgo在原核生物中的功能。NgAgo 在非嗜盐宿主中表达不佳，即使在重折叠后，大多数蛋白质仍不溶且无活性。

 

然而，该研究发现可溶性部分确实起到了切割 DNA 核酸内切酶的作用。

 

NgAgo 与其他具有催化活性的 pAgo 共享规范域，但也包含以前无法识别的单链 DNA 结合域 (repA)。repA 和规范的 PIWI 结构域都参与了 NgAgo 的 DNA 切割活动。

 

NgAgo 可以被编程为靶向大肠杆菌中的 DNA  图源：Nucleic Acids Research

 

NgAgo 可以在大肠杆菌中和体外在指导序列 3' 末端外 1 nt 处切割靶向 DNA。该研究还发现，这些核酸内切酶活性对于大肠杆菌中增强的 NgAgo 引导的同源重组或基因编辑至关重要。

 

总的来说，该研究结果证明了 NgAgo 在基因编辑方面的潜力，并为看似矛盾的报告提供了新的见解。

 

参考消息：

https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs12033-021-00372

DNA-dependent RNA cleavage by the Natronobacterium gregoryi Argonaute. BioRxiv. https://doi.org/10.1101/101923

https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkab757/6363767

 

本文来源：科学网、iNature、BioWorld、基因谷