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浙江大學醫學院發現:替代Cas9的基因組編輯新技術

點擊次數：14780 發布時間：2017/10/11 9:52:59

                 替代Cas9的基因組編輯新技術
    來自浙江大學醫學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DNA引導的基因組編輯。這一重要的研究成果發布在5月2日的《自然生物技術》（Nature Biotechnology）雜志上。

     領導這一研究的是浙江大學醫學院與工程學院生命科學系的韓春雨（Chunyu Han）副教授。其主要研究方向為真核基因表達調控，特別是和腫瘤相關的基因。此外，還有表觀遺傳相關蛋白，RNA的功能研究，例如，長非編碼RNA的功能及其他。

     RNA引導的核酸內切酶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。盡管研究人員已設法對Cas9系統進行多次改造來提高它的效率和特異性，它對向導序列-靶序列錯配的容忍以及向導RNA相對容易形成二級結構限制了Cas9-sgRNA系統的實用性。

     Argonautes是一個核酸內切酶家族，其利用5′磷酸化的短單鏈核酸來作為向導切割靶序列。與Cas9相似，Argonautes在基因表達抑制及抵御外源核酸中起關鍵作用（CRISPR先驅發表*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在進化過程中保守，存在于幾乎所有生物體中；盡管大多數的Argonautes結合單鏈(ss)RNAs，在RNA沉默中起重要作用，一些Argonautes卻可以結合ssDNAs并切割靶DNA；正確的Cas9結合要求向導RNA必須有一個3′RNA-RNA雜化結構，而Argonaute結合則不要求特異的一致的向導RNA二級結構；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Argonaute與向導序列結合時，它們可以影響彼此的生物化學特性，并作為一個整體起作用。由于以上這些特征，Argonautes已進化為一個能夠執行許多不同任務的大蛋白質家族。

     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胞中實現基因組編輯的DNA引導核酸內切酶。NgAgo可結合大約24核苷酸大小的5′磷酸化單鏈向導DNA (gDNA)，有效地生成位點特異性的DNA雙鏈斷裂。這一NgAgo–gDNA系統不需要PAM，初步的特征描述表明它對向導序列-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系統是在哺乳動物細胞中實現基因組編輯的一種精確、有效的工具。

原創作者：上海恒遠生物技術發展有限公司