Nature报道NgAgo风波,韩春雨更新实验窍门

原标题:Nature报道NgAgo风波,韩春雨更新实验窍门

近日,一项关于是否新型基因编辑技术可以替最流行CRISPR-Cas9系统的争议再次升级,三个月前,来自河北科技大学的生物学家韩春雨报道利用酶类NgAgo就可以对哺乳动物的基因进行编辑,NgAgo(Natronobacterium gregoryi Argonaute)是一种DNA导向的可用于人类细胞基因编辑的核酸内切酶;如今越来越多的科学家都抱怨并不能重复韩春雨所报道的实验结果(尽管有一位科学家告诉Nature杂志其可以重复出韩春雨的结果)。

韩春雨表示,他们每天都会收到许多骚扰电话及短信告诉他他的职业生涯马上就要结束了,但他深信他们开发的这项新技术是合理的,他告诉Nature杂志, 他们已于8月8日向在线的遗传信息存储库Addgene提交了一份详细的实验步骤,他们希望可以帮助重复出相应的实验结果。(点击文末【阅读原文】可查阅实验详细步骤)

数年来,CRISPR–Cas9基因编辑系统彻底改变了人们对生物学的认知,但这同时也让许多科学家如饥似渴地寻找其他方法来扩充基因编辑的工具箱,NgAgo就是其中一个,哈佛医学院的研究者George Church说道,我们很多人都希望该系统能够正常发挥作用。CRISPR–Cas9利用小型的遗传序列来指导酶类在基因组特殊位点对DNA进行切割,研究者韩春雨就受到启发,通过对其它和引导蛋白剪切子相关的文献的阅读,韩春雨就发现了一类名为Argonaute(Ago)的蛋白家族刚好符合要求,其它研究者则以潜在的基因编辑器来标记该蛋白。

发表在Nature Biotechnology上的研究报告中,研究者韩春雨就利用多种遗传序列来引发其中一种名为NgAgo的蛋白对人类细胞中8个不同基因进行编辑,同时将基因成功插入到了染色体的特殊位点。更为特殊的是,NgAgo仅可以特异性地切割靶向基因,而这一点和CRISPR–Cas9并不相同,CRISPR–Cas9有时候会对错误基因进行编辑,由于CRISPR–Cas9需要特定的遗传序列位于切割点附近才能够开启活性,而NgAgo则不需要,这或许就潜在地扩大了其应用价值。

这项工作在中国最初获得了科学界的不断赞赏,央视也对这项研究进行了采访,研究者韩春雨是一个非常低调的科学家,他喜欢收集茶叶以及弹古琴,他不喜欢旅游而且从来没有离开中国。

7月初,这项研究首先受到质疑,质疑者是中国科普作家、学术打假人方舟子,他在新语丝网站上写道,他已经听说很多研究不能重复出研究者韩春雨的研究结果,而且他认为韩春雨的研究结果是重复不出来的,一时间在中国多个网站上评论声四起。7月29日,对该研究的争议开始在国际上出现,澳洲国立大学(Australian National University)的研究者Gaetan Burgio在他博客上公布了其不能重复韩春雨实验结果的详细信息;同一天,西班牙国家生物技术中心的研究者Lluís Montoliu给国际转基因技术协会的同行发邮件提出,应当放弃涉及利用NgAgo所进行的任何计划,因为相关的计划都是浪费时间、金钱、动物模型的,这份邮件内容公布在了新语丝网站上。

随后英国再生医学中心的研究者Pooran Dewari进行了一项在线调查,发现仅有9名科学家认为NgAgo系统可以发挥作用,而97%的科学家则认为该系统没有任何作用。两名最早报道成功利用NgAgo进行基因编辑的科学家如今也表示他们犯了一定错误,研究者Debojyoti Chakraborty表示,他们重复了韩春雨文章中的一部分实验,即利用NgAgo来敲除引入到细胞中的绿色荧光蛋白基因,随后细胞发光降低了,因此Chakraborty推测,NgAgo可以使得绿色荧光蛋白基因失活,但对DNA进行测序后,他却发现并么有基因编辑的任何证据,如今他认为荧光的减少或许是其它原因导致的。

另外一位来自德国癌症研究中心的研究者Jan Winter指出,他们也有着相同的经历,在接下来几周里我们将会继续重复实验,但目前来看我认为NgAgo系统似乎并没有发挥任何作用。然而研究者韩春雨则表示,他们仅在实验室培养的细胞中发现NgAgo系统可以正常发挥作用,而NgAgo系统在买来的细胞中却并不会发挥作用,后来他发现,购买来的细胞被支原体污染了,而且其他研究者或许也会存在这样的问题,韩春雨补充道,有些毕业生做实验非常快,或许并没有注意到相关的试剂;研究者Winter则认为,我并不认为其他科学家也会出现这样的问题。

一位不愿意透漏姓名的中国研究者告诉Nature杂志,他们也在多种类型的细胞中检测了NgAgo系统,结果发现其能够诱导基因组的特殊位点发生遗传突变,而且随后通过基因测序也证实了这一点,这位研究者还补充道,NgAgo系统的编辑过程似乎并没有CRISPR–Cas9那么有效,当然后期仍然需要不断调节来改善NgAgo系统的效率,总而言之,NgAgo系统实际上是可以发挥作用的。

如今有越来越多的中国科学家进行的最初研究也阐明NgAgo系统的确可以发挥作用,但还需要后期测序来证实。研究者Burgio指出,或许该系统真的可以正常工作,但如果是这样的话,NgAgo将具有很大挑战,但其或许并不会超过CRISPR技术。荷兰瓦赫宁根大学的微生物学家John Van der Oost说道,NgAgo系统的失败让我们非常失望,但后期我们还有其它的工作需要去完成来观察是否其它的Argonaute系统可以正常发挥作用。

本周,Nature Biotechnology杂志向Nature新闻小组发送了一份声明书,声明书中写道:“很多科学家向我们反映他们并不能重复出韩春雨文章中的研究结果,目前杂志已经开始着手调查此事;河北科技大学也表示将会让研究者韩春雨重复在文章中的相关研究结果,以便在一个月内第三方机构可以对此进行证实。

参考资料:

【1】China Focus: Chinese geneticist defends high-profile findings

【2】DNA-guided DNA interference by a prokaryotic Argonaute

Nature doi:10.1038/nature12971

【3】Google Forums Round Up: First Impressions of NgAgo

【4】John Maddox prize

【5】DNA-guided genome editing using the Natronobacterium gregoryi Argonaute

Nature Biotechnology doi:10.1038/nbt.3547

【6】Beyond CRISPR: A guide to the many other ways to edit a genome

【7】Replications, ridicule and a recluse: the controversy over NgAgo gene-editing intensifies

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