2019年7月30日，中科院動物研究所王皓毅團(tuán)隊和中科院北京生命科學(xué)研究院趙方慶團(tuán)隊合作，在 Cell Discovery 雜志發(fā)表了題為：Argonaute proteins from human gastrointestinal bacteria catalyze DNA-guided cleavage of single- and double-stranded DNA at 37?°C 的研究論文。
該論文發(fā)現(xiàn)了來自人類胃腸道細(xì)菌的兩種Ago蛋白（CpAgo、IbAgo）可在37℃下在DNA引導(dǎo)下實現(xiàn)對DNA單鏈和雙鏈的切割。而CpAgo和IbAgo，也是韓春雨發(fā)現(xiàn)的NgAgo的近親。
前情回顧
2016年5月2日，韓春雨（河北科技大學(xué)）作為通訊作者在 Nature Biotechnology 雜志發(fā)表論文，韓春雨使用來自格氏嗜鹽堿桿菌（Natronobacterium gregoryi）的Argonaute，簡稱NgAgo，稱NgAgo可在DNA引導(dǎo)下，實現(xiàn)對人類細(xì)胞的DNA基因編輯。這一成果很快引發(fā)巨大轟動，韓春雨老師此前籍籍無名，幾乎一夜之間成為學(xué)術(shù)界網(wǎng)紅，被贊譽(yù)為“在三流學(xué)校取得世界一流原創(chuàng)成果，打破國際基因編輯技術(shù)壟斷”。
但這一成果隨后招致廣泛質(zhì)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(xué)取消了韓春雨所獲得的榮譽(yù)稱號，終止了韓春雨團(tuán)隊承擔(dān)的科研項目并收回了科研經(jīng)費，收回了韓春雨團(tuán)隊所獲?？蒲锌冃И剟?。
2019年4月4日，預(yù)印本網(wǎng)站BioRxiv上線了一篇來自美國普渡大學(xué)研究人員的文章，表明NgAgo通過核酸內(nèi)切酶活性介導(dǎo)增強(qiáng)大腸桿菌的同源重組。
2019年6月，韓春雨在預(yù)印本網(wǎng)站BioRxiv上傳了一篇題為Background free tracking of single RNA in living cells using catalytically inactive CasE 的文章。開發(fā)了一種新型的活細(xì)胞RNA追蹤成像工具——VN-dCasE-VC，文章中稱這一新型成像工具效果和可用性更強(qiáng)。
本論文的解讀
真核生物的Argonaute蛋白（eAgo）是RNA干擾（RNAi）途徑中的關(guān)鍵參與者，其作用是作為RNA引導(dǎo)的RNA內(nèi)切核酸酶。原核生物的Argonaute蛋白（pAgo）則功能多樣，其中一些可以在同源小DNA的引導(dǎo)下靶向DNA。
然而，大多數(shù)pAgo，例如TtAgo、PfAgo、MjAgo等等，它們來自嗜熱菌，在65°C以上的溫度下發(fā)揮功能，這一特性使得它們不太可能被用作正常生物的基因組編輯工具。
由于大多數(shù)原核Ago蛋白（pAgo）來自嗜熱菌，它們在高溫下有活性，它們不能在常溫狀態(tài)下工作，而人類等哺乳動物細(xì)胞顯然不能在高溫下生存。因此來自嗜熱菌的Ago蛋白也就不能編輯包括人類在內(nèi)的哺乳動物的基因。
為了找到了常溫下可以工作的原核Ago蛋白，研究人員把目光放到了人類腸道菌群。人類的腸道中寄生了十萬億以上的細(xì)菌，它們生活在人體的37℃下，其中很多我們并不清楚，它們是一座基因?qū)殠臁?/p>
研究人員發(fā)現(xiàn)了來自 Clostridium perfringens 的 CbAgo 和來自 Intestinibacter bartlettii 的 IbAgo，系統(tǒng)發(fā)育分析顯示CpAgo和IbAgo密切相關(guān)。詳細(xì)的序列比對顯示CpAgo和IbAgo在PIWI結(jié)構(gòu)域中具有保守的催化四分體，表明它們可以具有催化活性。
接下來，研究人員測試了CpAgo和IbAgo的切割能力，試驗結(jié)果表明，CpAgo和IbAgo 均可在gDNA的引導(dǎo)下，實現(xiàn)對單鏈DNA和質(zhì)粒雙鏈DNA的靶向切割。
而且還發(fā)現(xiàn)CpAgo和IbAgo都可以在很寬的溫度范圍內(nèi)工作（IbAgo為4-70°C，CpAgo為4-60°C），而它們在37°C時表現(xiàn)。此外還發(fā)現(xiàn)CpAgo可在gDNA引導(dǎo)下實現(xiàn)對RNA靶向切割。
這篇論文2019年5月27日投稿，2019年6月5日接收，從投稿到接收只用了一周多一點時間，速度非?？臁?/p>
總的來說，該研究發(fā)現(xiàn)并鑒定了兩種新的pAgo蛋白，它們來自人體胃腸道中的細(xì)菌，它們以DNA指導(dǎo)依賴性，序列特異性方式在37°C的常溫切割單鏈和雙鏈DNA分子。這一發(fā)現(xiàn)為開發(fā)用于精確編輯DNA序列的新工具提供了令人興奮的可能性。
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