2016 年 5 月 2 日,河北科技大學(xué)韓春雨作為通訊作者(高峰為第一作者)在國際著名學(xué)術(shù)期刊 Nature Biotechnology 上發(fā)表了題為:DNA-guided genome editing using the Natronobacterium gregoryi Argonaute 的研究論文,使用來自嗜鹽古菌的Argonaute 蛋白(NgAgo)進(jìn)行 DNA 引導(dǎo)的基因組編輯。
該研究稱,NgAgo 對真核生物(包括人)具有基因編輯能力。該研究成果很快在世界范圍內(nèi)爆火,韓春雨幾乎一夜之間火遍學(xué)術(shù)界,被贊譽為"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"。
但世界各地的實驗室均為能重復(fù)該研究成果,引發(fā)廣泛質(zhì)疑。2017 年 8 月 3 日,韓春雨撤回了該論文。河北科技大學(xué)的調(diào)查結(jié)論稱,未發(fā)現(xiàn)韓春雨團(tuán)隊有主觀造假情況。
此后,韓春雨沉寂多年,直到 2022 年 1 月,韓春雨作為通訊作者,高峰作為第一作者,在 Nucleic Acids Research 期刊發(fā)表了一篇題為:A Cas6-based RNA tracking platform functioning in a fluorescence-activation mode 的最新研究論文。
該研究開發(fā)了一種新的基于 Cas6 的 RNA 熒光追蹤平臺--Cas6FC,其具有更高的靈敏度和特異性,可在活細(xì)胞中幾乎沒有背景噪聲的檢測目標(biāo) RNA。
近日,韓春雨、高峰在預(yù)印本平臺 bioRxiv 發(fā)表了題為:Introducing An Argonaute-facilitated Isothermal Amplification Technology 的論文。該論文的署名單位為杭州微編生物科技有限公司。
該論文介紹了一種等溫 Ago-PCR 技術(shù),該技術(shù)實現(xiàn)了 65°C 恒溫條件下的核酸模板擴(kuò)增,其核心創(chuàng)新在于以 Argonaute 介導(dǎo)的靶向結(jié)合替代傳統(tǒng)引物退火步驟。這使得等溫 Ago-PCR 不僅擺脫了對復(fù)雜引物設(shè)計與精密溫控設(shè)備的依賴,更實現(xiàn)了擴(kuò)增效率與保真度的雙重提升。該平臺可在 30 分鐘內(nèi)檢測低至 3 拷貝/反應(yīng)的靶標(biāo),靈敏度與定量 PCR(qPCR)相媲美且擴(kuò)增動力學(xué)更優(yōu),同時兼容常規(guī)溫控裝置,這些特性使其具備替代 qPCR 的廣泛應(yīng)用潛力。
研究團(tuán)隊從嗜熱菌屬中篩選出一種 Argonaute 蛋白--CalAgo。這種蛋白如同"分子剪刀",能精準(zhǔn)切割特定 DNA 序列。通過對其關(guān)鍵結(jié)構(gòu)域進(jìn)行改造(D552A/D622A雙突變),獲得喪失切割能力但保留結(jié)合能力的 dmCalAgo。這種改造版蛋白在 65℃ 時仍保持穩(wěn)定,成為技術(shù)的基石。
技術(shù)突破關(guān)鍵在于三種酶的協(xié)同作用:
1、解旋酶(Tte UvrD):在 65℃ 時解開 DNA 雙鏈;
2、改造蛋白(dmCalAgo):攜帶向?qū)?DNA 精準(zhǔn)錨定目標(biāo)序列;
3、聚合酶(Bst):以暴露的 DNA 為模板進(jìn)行復(fù)制。
這種設(shè)計用蛋白介導(dǎo)的靶向結(jié)合替代了傳統(tǒng) PCR 的溫度循環(huán),首次實現(xiàn)全程 65℃ 恒溫擴(kuò)增。與傳統(tǒng) qPCR 對比,這一新技術(shù)展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢:
靈敏度:檢出限低至 3 拷貝/反應(yīng);
速度快:30 分鐘內(nèi)完成檢測(比qPCR快1倍);
普適性:可擴(kuò)增環(huán)狀、線狀、質(zhì)粒等各類 DNA 模板;
穩(wěn)定性:在55-75℃寬溫度范圍內(nèi)保持活性。
實驗結(jié)果證明,僅需普通恒溫裝置(例如水浴鍋、保溫杯)即可完成高精度檢測,徹底擺脫對昂貴 PCR 儀的依賴。這使野外檢測、基層醫(yī)療、家庭自測等場景實現(xiàn)實驗室級精度成為可能。
韓春雨團(tuán)隊已對該技術(shù)申請專利(專利號:CN116479095A),有望重塑病原體檢測、基因分型、現(xiàn)場快檢等領(lǐng)域。
論文鏈接:
https://academic.oup.com/nar/article/50/8/e46/6513573
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.04.21.649904v1
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