NgAgo真能编辑DNA，这和韩春雨撤稿的研究有关系吗？

撰文｜王承志

责编｜陈晓雪

来源 | 知识分子

2021年9月3日，普渡大学 Kevin Solomon 团队在 Nucleic Acids Research 期刊发表的最新论文显示：他们确实看到了 NgAgo 作为 DNA 核酸内切酶的活性。本文作者认为，这种活性和韩春雨之前报道的并不相同，甚至基本否定了NgAgo在哺乳动物细胞中基因编辑的可能性。

自河北科技大学副教授韩春雨及合作者2016年5月在 Nature Biotechnology 发表论文宣称NgAgo可能作为哺乳动物细胞的基因编辑工具以来，科学界关于NgAgo是否真的能够进行基因组编辑的讨论就没有停止过。

因为无法重复实验结果，这篇广受争议的论文在发表一年3个月后即被作者撤回，不过一直有科学家试图了解NgAgo和其它Argonaute家族蛋白是否真的有替代CRISPR系统作为基因编辑工具的潜力。

2021年9月3日，普渡大学 Kevin Solomon 团队在 Nucleic Acids Research 期刊发表的最新论文显示：他们确实看到了NgAgo作为 DNA 核酸内切酶的活性，但这种活性和韩春雨之前报道的并不相同。

NgAgo的来源宿主是一种嗜盐碱杆菌（Natronobacterium gregoryi ）。这类微生物生活在高盐环境中，它们的蛋白在进化中也适应了这种极端环境，但在普通的低盐环境中常常无法正确折叠。

在上述的研究中，研究人员也发现NgAgo在非嗜盐宿主（如大肠杆菌）中表达量很低，且基本以不溶解的形式存在。即使在重折叠后，大多数NgAgo蛋白仍不能溶解且无活性。

但在细胞破碎的上清中，有少量以可溶形式存在的NgAgo蛋白。研究人员发现可溶的NgAgo在体外能够切割质粒和基因组DNA，而且这种活性可以不依赖于向导DNA（gDNA）。

进一步的研究发现，在有反义gDNA（与靶标DNA互补）存在时，绝大部分切割（>97%）发生在其对应的DNA位点，而正义gDNA（与靶标DNA序列相同）则不能引导NgAgo发生切割。值得注意的是，研究人员发现NgAgo的切割活性是单链切割（Nicking），而非像Cas家族蛋白那样的双链切割。

进一步地，研究人员发现NgAgo在大肠杆菌中可以在gDNA的帮助下实现基因编辑。这种编辑通常发生在gDNA 3' 末端外 1 nt 处切割靶向 DNA。实验还证实了NgAgo的切割活性结构域PIWI对其在大肠杆菌的编辑能力是必要的。

实际上，早在2019年4月，该团队就在佛罗里达州奥兰多城举行的美国化学学会年会上报告了这一发现，并在预印本论文平台bioRxiv上发布其结果。但不知为何，直到最近才正式发表。

这篇研究第一次在体外和体内（大肠杆菌中）证实了NgAgo确实有DNA内切酶活性，这对于理解NgAgo又前进了一大步。之前的研究显示NgAgo可以与靶基因结合以阻断其转录，以及其可能有RNA编辑的活性，但没有人在DNA上真正看到切割活性。