医药生物行业:中国学者发明新基因编辑技术NgAgo-gDNA技术

动态事项

河北科技大学副教授韩春雨及其研究小组日前在英国知名科学杂志《自然·生物技术》上发表了他们的研究成果--一种新的基因编辑技术NgAgo-gDNA技术。有专家评论,尽管这种技术尚处于初期阶段,但其潜力有望超过近来被看作诺贝尔奖热门的CRISPR-Cas9技术。

主要观点

NgAgo-gDNA技术是以DNA作为引导工具的基因编辑技术

NgAgo-gDNA技术的工作原理与CRISPR-Cas9技术有些类似,都是在引导工具的引导下,令核酸酶对特定位点的基因序列进行切割,从而进行基因编辑。不同的是NgAgo-gDNA技术中所用到的引导工具是一段引导DNA(gDNA)而不是CRISPR-Cas9技术中的RNA。由于也不需要通过蛋白(如锌指蛋白)来寻找需要替换的序列,因此,NgAgo-gDNA技术与CRISPR-Cas9技术一样,较之前的基因编辑技术,在操作上要简单方便得多,利于其在应用中的推广。

NgAgo-gDNA技术所用的核酸酶是NgAgo,一种存在于格氏嗜盐碱杆菌(Natronobacterium gregoryi)中的Ago内切核酸酶蛋白。Ago核酸酶最初是由荷兰科学家发现其可以有效地利用单链DNA作为短介质,去相对精准地切割基因组靶点。而最初的研究的局限性在于实验所需要的温度在65-75摄氏度,不能在生理条件下完成。而通过韩春雨教授团队的不断搜寻,最终他们发现来自于格氏嗜盐碱杆菌的Ago同源蛋白可以在生理条件下实现类似的功能。

NgAgo-gDNA技术可能比CRISPR-Cas9技术拥有更多优势

与CRISPR-Cas9技术相比,NgAgo-gDNA技术可编辑的靶位点的选择范围更大。因为Cas9需要与基因组上19个碱基配对,并要求在这组碱基后紧邻一个特定的三碱基序列(PAM序列),一定程度上限制了靶位点的选择范围,而NgAgo-gDNA技术中靶位点的选择则不受PAM序列的限制,编辑对象所受限制更小,几乎能编辑基因组内任何位置。

另外,与NgAgo结合的gDNA长度为24个碱基,这比与Cas9结合的19个碱基的gRNA要长5个碱基,理论上其精确性要提高1024(4的5次方)倍。并且韩春雨团队的研究还发现,与CRISPR-Cas9相比,NgAgo-gDNA系统对向导序列-靶序列错配容忍度很低。编辑精准度更高,能更有效地避免脱靶现象。

《自然》杂志执行主编尼克·坎贝尔评论说:“虽然这项新技术还处于初期,但有一些理由让我们相信它与现在普遍使用的CRISPR-Cas9技术相比有多种优势,特别是在更精准的基因编辑方面。”我们认为NgAgo-gDNA基因编辑技术与之前的基因编辑技术相比各有特点,可能存在一定的优势,但其推广应用还需更进一步的研究来验证。由于基因编辑技术整体在科学上和商业上拥有较好的发展前景,并且NgAgo-gDNA技术是我国科学家首次发明,拥有知识产权优势,建议关注该技术的研究进展。