中国仪器网资讯中心
中国仪器网>资讯中心>专题> 正文




中国学者研发出国际一流基因编辑技术NgAgo-gDNA

2016-05-20 10:46:06  来源:内容来源于网络
0
【导读】5月2日,《自然·生物技术》刊发韩春雨题为《NgAgoDNA单链引导的基因编辑工具》的论文。

5月2日,《自然·生物技术》刊发韩春雨题为《NgAgoDNA单链引导的基因编辑工具》的论文。基因编辑是全球生命科学领域最热门研究方向之一,作为河北科技大学生物科学与工程学院副教授,韩春雨的NgAgo技术有望媲美甚至超越当下炙手可热的美国CRISPR-Cas9技术。那么,NgAgo技术到底是什么呢?

NgAgo是NatronobacteriumgregoryiArgonaute这一短语的简称。韩春雨团队就是利用格氏嗜盐碱杆菌(Natronobacteriumgregoryi)的Argonaute实现了DNA引导的基因组编辑,并发现NgAgo作为一种DNA介导的核酸内切酶,适合在人体细胞中进行基因组编辑,真正实现了对基因组的任意位置进行切割,将基因编辑的可能性推入了更广泛的境地。而在此之前,RNA引导的核酸内切酶Cas9是最常用的基因组编辑工具,主要通过RNA寻找替换序列,而新技术通过DNA作为介导寻找替换目标。

由河北科技大学生物科学与工程学院韩春雨副教授作为通讯作者的研究论文《DNA-guided genome editing using the Natronobacterium gregoryi Argonaute》在国际顶级期刊《自然生物技术》(Nature Biotechnoligy)杂志上发表,并在中国生物学界引起了重大反响。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 奖热门的美国CRISPR-Cas9技术。

基因编辑是近来生命科学领域的热门研究方向,美国研究人员发明的CRISPR-Cas9技术最为 炙手可热。 领导NgAgo-gDNA技术研发的河北科技大学副教授韩春雨向新华社记者介绍说,这种基因编辑技术是在荷兰同行的研究基础上,使用脱氧核糖核酸 (DNA)而不是核糖核酸作为引导工具,取得一些优势。

据悉,该研究成果利用格氏嗜盐碱杆菌(Natronobacterium gregoryi)的Argonaute来实现DNA引导的基因组编辑,真正实现了对基因组的任意位置进行切割,将基因编辑的可能性推入了更广泛的境地。 在此之前,RNA引导的核酸内切酶Cas9是最常用的基因组编辑工具。简单来说,韩春雨团队发明了一种新的基因编辑技术(NgAgo-gDNA),适合在 人类细胞中基因组编辑,不同于已有最时兴的技术(CRISPR-Cas9)。后者通过RNA寻找替换序列,而新技术通过DNA作为介导寻找替换目标。

该 成果是我国首个“中国创造”的尖端生物技术,打破了外国基因编辑技术的专利垄断,研究水平可比肩国际一流大学同领域,该项技术具有以下明确优势:1.向导 设计制作简便:可以像合成PCR引物一样合成短链单链DNA向导;向导可直接转染细胞和组织而无需构建向导表达载体。2.可编辑基因组内任何位 置:Cas9基因组的靶点选择受到PAM区和富含GC区的限制。而NgAgo对靶点选择没有限制,对基因组任何位置都能有效引入双链断裂。3.由于向导核 酸是DNA而非RNA,因此避免了RNA易于形成复杂的二级结构而带来的失效或者脱靶效应。4.对游离于细胞核的DNA具有更高的切割效率。

另据介绍,该技术可用于微生物、植物和动物的精准基因改造,以及乙肝、艾滋病或者一些遗传性疾病的“基因治疗”,在人类血液、器官的编辑和再造等方面具有重要意义,在医药,农业,畜牧等产业领域具有重要应用价值。

《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。”

“韩春雨的工作是国际一流的技术推进,”北京大学理学部主任、生物学家饶毅教授如此评论。他担任主编的科学类新媒体《知识分子》刊文,介绍了这项成果的学术细节和价值。

这项成果发表后,韩春雨受到了国际同行的邮件“轰炸”,大家纷纷询问技术细节。他说,这项技术与 CRISPR-Cas9在技术上各有特点,而该技术是否有什么不足,还有待同行广泛使用来检验。

清华大学医学院 教授鲁白指出,NgAgo-gDNA技术的知识产权掌握在韩春雨团队手中,目前还没有看到有人与之竞争,这又是一大优势。而CRISPR-Cas9技术的 发明者中有美国麻省理工学院的华人科学家张峰等人,也有美国加利福尼亚大学的珍妮弗·道德纳等人,由于该技术在科学上和商业上的巨大前景,双方团队正为这 一技术的专利权归属打官司。

“我们自己掌握了知识产权,不仅有利于中国生命科学界使用这项技术,一些国外的大公司也可能会主动来付费要求得到技术授权,”鲁白说。

韩春雨并没有海外求学经历,研究成果也并非在国际一流的实验室中取得。“做研究主要还是靠人,设备环境只是第二位的。”韩春雨对记者表示:“我认为青年科研人员不要抱怨环境,而是要争取环境,做自己喜欢的研究,就自然能等到结出成果的那一天。”

“在一所不太有名的大学,我们自己培养出的科研人员也能做出这样的成果,能够和美国的最新技术叫板,是一件了不起的事情,”鲁白评价说。

相关链接:

1974年出生的韩春雨是石家庄人,他本科毕业于河北师范大学,这是一所位于石家庄的高校,也是他父母任教的地方。1995年,韩春雨来到北京,先是在中国农业科学院攻读硕士学位,后在中国协和医科大学(中国医学科学院)接受博士研究生训练,2003年获得博士学位。此后的他,并没有寻找教职,而是在协和的实验室继续一项关于“人类Bex2与LMO2相互作用、调节新型DNA结合复合物的转录活性”的研究,2005年该结果发表在《核酸研究》(NucleicAcidsResearch),韩春雨为第一作者,这篇文章也成为他科研生涯中具有标志性的成果。


标签:基因编辑 , 生物技术

我要表态

  • 5
    给力
    给力
  • 0
    赞同
    赞同
  • 0
    学习
    学习
  • 2
    冒汗
    冒汗
  • 0
    疑问
    疑问
  • 1
    晕
  • 0
    无聊
    无聊