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浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院發(fā)現(xiàn):替代Cas9的基因組編輯新技術(shù)

點擊次數(shù)：14780 發(fā)布時間：2017/10/11 9:52:59

                 替代Cas9的基因組編輯新技術(shù)
    來自浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員報告稱，他們證實可以利用格氏嗜鹽堿桿菌(Natronobacterium gregoryi)的Argonaute來實現(xiàn)DNA引導(dǎo)的基因組編輯。這一重要的研究成果發(fā)布在5月2日的《自然生物技術(shù)》（Nature Biotechnology）雜志上。

     領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院與工程學(xué)院生命科學(xué)系的韓春雨（Chunyu Han）副教授。其主要研究方向為真核基因表達(dá)調(diào)控，特別是和腫瘤相關(guān)的基因。此外，還有表觀遺傳相關(guān)蛋白，RNA的功能研究，例如，長非編碼RNA的功能及其他。

     RNA引導(dǎo)的核酸內(nèi)切酶Cas9是*常用的基因組編輯工具，其利用了RNA-DNA雜合來特異性地切割基因組序列。盡管研究人員已設(shè)法對Cas9系統(tǒng)進(jìn)行多次改造來提高它的效率和特異性，它對向?qū)蛄?靶序列錯配的容忍以及向?qū)NA相對容易形成二級結(jié)構(gòu)限制了Cas9-sgRNA系統(tǒng)的實用性。

     Argonautes是一個核酸內(nèi)切酶家族，其利用5′磷酸化的短單鏈核酸來作為向?qū)懈畎行蛄�。與Cas9相似，Argonautes在基因表達(dá)抑制及抵御外源核酸中起關(guān)鍵作用（CRISPR先驅(qū)發(fā)表*新研究成果）。然而，Argonautes在許多方面不同于Cas9。Cas9只存在于原核生物中，而Argonautes在進(jìn)化過程中保守，存在于幾乎所有生物體中；盡管大多數(shù)的Argonautes結(jié)合單鏈(ss)RNAs，在RNA沉默中起重要作用，一些Argonautes卻可以結(jié)合ssDNAs并切割靶DNA；正確的Cas9結(jié)合要求向?qū)NA必須有一個3′RNA-RNA雜化結(jié)構(gòu)，而Argonaute結(jié)合則不要求特異的一致的向?qū)NA二級結(jié)構(gòu)；Cas9只可以切割PAM上游的靶序列，而Argonaute不要求靶序列上存在特異的序列。當(dāng)Argonaute與向?qū)蛄薪Y(jié)合時，它們可以影響彼此的生物化學(xué)特性，并作為一個整體起作用。由于以上這些特征，Argonautes已進(jìn)化為一個能夠執(zhí)行許多不同任務(wù)的大蛋白質(zhì)家族。

     在這篇Nature Biotechnology文章中作者報告稱格氏嗜鹽堿桿菌Argonaute (NgAgo)是一種適合用于人類細(xì)胞中實現(xiàn)基因組編輯的DNA引導(dǎo)核酸內(nèi)切酶。NgAgo可結(jié)合大約24核苷酸大小的5′磷酸化單鏈向?qū)NA (gDNA)，有效地生成位點特異性的DNA雙鏈斷裂。這一NgAgo–gDNA系統(tǒng)不需要PAM，初步的特征描述表明它對向?qū)蛄?靶序列錯配低容忍，且能夠高效地編輯富含G+C的基因組靶序列。因此，NgAgo–gDNA系統(tǒng)是在哺乳動物細(xì)胞中實現(xiàn)基因組編輯的一種精確、有效的工具。

原創(chuàng)作者：上海恒遠(yuǎn)生物技術(shù)發(fā)展有限公司