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韓春雨有望沖諾獎的新基因編輯技術,尚無實驗室宣布重復成功
挑戰的是最為流行的技術,研發者來自中國一所并不出名的高校,有望沖刺諾獎,NgAgo-gDNA技術一現于世,就帶有諸多話題性。最近一個月,是否可重復的爭議更把NgAgo-gDNA推向另一個火山口。作為基因編輯的新工具,NgAgo-gDNA技術是否具有操作性?若干國內外的實驗室正在進行檢驗,但尚未有實驗室宣布重復成功。
基因編輯技術是指能夠讓人類對目標基因進行“編輯”,實現對特定DNA片段的敲除、加入等。目前CRISPR-CAS9是最為普遍的基因編輯技術,被稱為“基因魔剪”,NgAgo-gDNA則是最近兩個多月才公布于世、新的基因編輯技術。
5月2日,河北科技大學韓春雨課題組的論文《DNA-guided genome editing using the Natronobacterium gregoryi Argonaute》在《Nature Biotechnology》在線發表。繞開時興的CRISPR-CAS9技術,課題組利用格氏嗜鹽堿桿菌(Natronobacterium gregoryi)的Argonaute核酸內切酶,以DNA為介導進行基因組編輯,簡稱NgAgo-gDNA。
Argonaute可以在基因編輯上使用并不是新發現,但以往,Argonaute家族的酶通常只能在60攝氏度以上的環境中適用。NgAgo-gDNA的突破之處就在于,韓春雨課題組首次找到的NgAgo蛋白,是一種可以在37攝氏度常溫下進行操作的內切酶,且無需像CRISPR一樣以RNA為介導。
若能廣泛應用,NgAgo將為基因編輯添加一種比CRISPR-CAS9更為簡便、經濟的技術,被國內媒體稱為“諾獎級”實驗成果。
還在檢驗能否重復實驗中
作為新事物,NgAgo的優勢引來不少關注。很多實驗室開始重復韓春雨課題組論文中的實驗,來驗證NgAgo 的有效性。但近一個月來,關于實驗能否重復的質疑不斷,方舟子也發文指出疑問。截止發稿前,國內外尚未有實驗室宣布能完全成功重復實驗。
最新的消息來自澳大利亞國立大學的基因學家Gaetan Burgio。7月21日晚, Gaetan Burgio在個人Twitter上和網友交流他的研究動態。Gaetan Burgio表示,在小鼠受精卵上重復韓春雨的實驗后,他看到有序列發生插入缺失,且和目標序列有相似性,這意味著基因組可能發生了編輯。但他同時提到,目前無法排除這一現象是否是由引物二聚體或質粒的問題引起,并且Gaetan Burgio得到的序列存在部分紊亂的情況,需要重新實驗才能下定論。

這比Gaetan Burgio預期的復雜。之前7月15日,他的一則Twitter被人認為是確認重復實驗成功。實際上,那只是PCR測序的結果,這一結果的確讓Gaetan Burgio感到鼓舞,但21日的Sanger測序結果顯示卻很混亂。“就我所做的實驗而言,我還不能明確地下結論。” Gaetan Burgio寫道。

類似這樣“反轉”的情況并不只是Gaetan Burgio的實驗。
7月6日,有消息稱,新德里的基因與綜合生物學研究所的Debojyoti Chakraborty博士已經成功重復實驗,但事后Chakraborty博士回郵件稱,需等到基因測序結果出來后才能下結論。

國內也有實驗室傳出已經成功重復。20日下午,北京交通大學計算機與信息技術學院教授劉峰在科學網發表博文稱:“我剛和上海神經所@仇子龍研究員確認,他重復了河北科技大學韓春雨老師的試驗。”
但在21日上午,中國科學院上海神經科學研究所研究員仇子龍在自己的微博認證賬號“求導”上發文,表示實驗室仍在重復,優化各種條件,目前的實驗結果距離韓春雨論文中的結果“相差甚遠”,并呼吁韓春雨提供“可重復NBT發表文章的NgAgo,或者優化的Ngago2.0,smart版本等等”。
仇子龍之所以這么呼吁,是因為此前,面對可重復性質疑時,韓春雨在各類報告上回應稱,需要“高超的實驗技巧”。這和Gaetan Burgio的猜測有所吻合。Gaetan Burgio認為,如果實驗是可重復的,可能是試驗中有一些“技巧”被人忽視了,才導致遲遲無法重復實驗。
韓春雨的回應
澎湃新聞(www.kxwhcb.com)多次試圖聯系韓春雨副教授,他以“學校告訴我不要做任何回應”回絕。但在百度貼吧上,仍然留有一些他對質疑聲的回應。
以“槐北路”為網名的韓春雨,在貼吧上有很多足跡,6月28日,他在對網友的回復中表示,新系統剛出來都會“不好使”,他也認同目前NgAgo系統不夠穩定,等2.0版本出來會找專門機構免費發放。
面對質疑,他說,“我敢把質粒提交到addgen上,在協和講座發放質粒,對自己實驗的重復性還是很有膽氣的。”韓春雨所說的“addgen”其實是Addgene,一家全球科學家質粒共享的非盈利組織。澎湃新聞(www.kxwhcb.com)在Addgene官網上的確看到了韓春雨上傳的質粒信息。這些質粒可供全球科學家直接用于重復韓春雨的實驗。

更為有力度的是,7月2日,在貼有方舟子質疑原文的帖子中,韓春雨進行了較為詳細的回應,強調NgAgo系統對污染特別敏感,實驗時不要有寄生菌和支原體的污染,并對實驗環節做出技術性的建議(如下圖所示)。

這之后,韓春雨不再有新的回復。
時間會給出答案
“這篇文章比較聰明,還是走對了路。”北京大學生命科學學院研究員魏文勝在接受媒體采訪時,如此評價韓春雨的論文。
浙江大學生命科學學院教授陳軍是國內較早進行CRISPR研究的學者之一,他對澎湃新聞(www.kxwhcb.com)表達了類似的觀點,“每個新事物出來都是這樣。每個實驗室不一樣,做出來都會有一點差別。但是這個方向沒有錯。”
同時,陳軍透露,雖然他沒有做韓春雨的重復實驗,但據他了解到的情況,“要重復他的效率可能不太可能,但要重復他的結果,效率低點,我認為是可能的。(仇子龍所說的)‘相差甚遠’是效率的問題”。
在效率上,Gaetan Burgio說,“總的來說,我更傾向于CRISPR,因為它比NgAgo更加高效,更加確定。對NgAgo來說,它還需要很長時間去優化。”
多位該領域的學者也向澎湃新聞(www.kxwhcb.com)表示,兩個月的時間,對一個具有突破價值的新技術而言,并不算長,對NgAgo來說,這才剛剛開始,優化和標準化的路還很長。
在一次科普講座上,同濟大學校長、細胞生物學家裴鋼被記者提問,怎么看待廣受爭議的NgAgo。裴鋼的回答是,科學要經過時間的考驗,會水落石出。對于一項基于應用的技術來說,NgAgo能否重復,是否具有普遍適用性,唯有科學本身可以去檢驗。





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