2016年5月2日，韓春雨（河北科技大學）作為通訊作者在 Nature Biotechnology 雜志發(fā)表了題為：DNA-guided genome editing using the Natronobacterium gregoryi Argonaute （使用NgAgo進行DNA引導的基因組編輯）的研究論文，該研究稱NgAgo對真核生物（包括人）具有基因編輯能力。該研究很快在世界范圍內(nèi)爆火，隨后引發(fā)廣泛質疑，2017年8月3日，韓春雨撤回該論文。2018年8月31日，河北科技大學取消了韓春雨所獲得的榮譽稱號，終止了韓春雨團隊承擔的科研項目并收回了科研經(jīng)費，收回了韓春雨團隊所獲?？蒲锌冃И剟睢?/p>

2019年4月4日，預印本網(wǎng)站BioRxiv刊登了一篇來自美國普渡大學研究人員的研究論文，表明NgAgo通過核酸內(nèi)切酶活性介導增強大腸桿菌的同源重組。

該研究證實了NgAgo可以充當DNA內(nèi)切核酸酶，還發(fā)現(xiàn)內(nèi)切核酸酶活性對于增強大腸桿菌中NgAgo介導的同源重組或基因編輯是必需的。

論文題目：NgAgo-enhanced homologous recombination in E. coli is mediated by DNA endonuclease activity.

原核生物Argonautes（pAgos）已經(jīng)被提出作為更靈活的基因編輯工具，與基于Cas9的基因編輯策略一樣，單鏈核酸與pAgo結合并增強pAgo對互補靶核酸序列的切割，從而實現(xiàn)DNA修復和編輯。

pAgo不需要與其靶標相鄰的基序序列就能行使功能，這與目前最流行的的CRISPR/Cas系統(tǒng)不同，因而具有切割任意DNA靶標的潛力。盡管有這種潛力和優(yōu)勢，但目前還沒有開發(fā)出與Cas9基因編輯系統(tǒng)的簡單性和功能性相媲美的pAgo基因編輯系統(tǒng)。

來自嗜鹽古菌的NgAgo，是一個有前景的pAgo候選者，因為它被認為可以在37℃下工作，但是NgAgo到底能不能在真核生物中進行基因編輯產(chǎn)生了非常激烈的爭論。

2019年1月22日，華中農(nóng)業(yè)大學張安定、金梅林、韓麗，以及同濟大學項耀祖合作，在 Nucleic Acids Research 雜志發(fā)表了題為：The prokaryotic Argonaute proteins enhance homology sequence-directed recombination in bacteria的研究論文。

該研究表明，NgAgo可能仍然具有作為原核宿主基因編輯器的潛力，證實NgAgo的的基因編輯是通過RecA進行的同源重組介導的，而RecA與NgAgo以非預期的方式物理結合，但NgAgo的特定作用仍不清楚。

華中農(nóng)業(yè)大學的研究表明：pAgo蛋白可以增強細菌中的同源序列定向重組

普渡大學的研究人員重新審視了這種NgAgo酶，并在原核生物中表征了其功能。NgAgo來源于嗜鹽古菌，在非嗜鹽宿主中表達很差，大部分蛋白質即使在重折疊后也不溶解和無活性。

NgAgo的結構

雖然之前的研究表明重折疊的NgAgo不能在體外切割DNA，普渡大學的這項研究表明可溶性NgAgo實際上可以在體外切割DNA。也就是說，重折疊的NgAgo可能無法完全發(fā)揮作用。

NgAgo能夠在體外切割質粒

進一步研究表明，NgAgo能夠在體內(nèi)對大腸桿菌的進行基因組編輯。

NgAgo能夠切割大腸桿菌基因組

repA和PIWI結構域均參與NgAgo的DNA切割活性。repA缺失、PIWI突變，均會降低NgAgo的切割活性，同時伴隨著同源重組效率的降低。repA缺失和PIWI突變同時存在才會完全廢除NgAgo的催化和基因編輯功能。因此，在repA和PIWI結構域兩個功能結構域的存在下，NgAgo可以通過在靶向區(qū)域誘導雙鏈斷裂而有效地增強同源重組。

這些研究結果表明NgAgo確實是DNA內(nèi)切核酸酶，NgAgo可溶性部分確實可以切割DNA。還發(fā)現(xiàn)這些內(nèi)切核酸酶活性對于增強大腸桿菌中NgAgo引導的同源重組或基因編輯是必需的。

表明NgAgo具有重新用作DNA編輯工具的潛力。

盡管NgAgo具有可編程的DNA切割能力，但其想成為強大的基因編輯工具還存在許多挑戰(zhàn)：高脫靶性、表達差、以及真核細胞中低活性等。

盡管如此，進一步的研究可能會通過蛋白質工程策略克服這些挑戰(zhàn)，并開發(fā)NgAgo作為基因編輯的強大工具。

Kevin V Solomon，普渡大學農(nóng)業(yè)與生物工程系助理教授。主要研究方向為：微生物與其環(huán)境相互作用，并重新編程這種反應，以有效地生產(chǎn)燃料，藥物和其他增值化學品。

需要特別指出的是，華中農(nóng)業(yè)大學和普渡大學的這兩篇論文表明NgAgo對DNA有潛在的編輯能力，并未發(fā)現(xiàn)其對真核細胞有基因編輯能力（也就是不能證明韓春雨的研究可能正確），且普渡大學的這篇論文未經(jīng)同行評議，直接發(fā)表于預印本網(wǎng)站BioRxiv。BioWorld如實解讀該論文，至于論文結論嚴謹性與否，我們一起期待后續(xù)報道。

來源：免疫細胞研究bioworld