CRISPR/Cas 系統具有編輯 DNA 和 RNA 靶標的強大能力。然而,CRISPR/Cas 系統對特定識別位點、PAM 的需求限制了其在基因編輯中的應用。一些 Argonaute (Ago) 蛋白在 5' 磷酸化或羥基化引導 DNA (gDNA) 的引導下具有核酸內切酶功能。NgAgo 蛋白可能在 37°C 下進行 RNA 基因編輯,表明其在哺乳動物細胞中的應用潛力;然而,其機制尚不清楚。
2021年7月23日,華中科技大學羅迪賢及南華大學胡政共同通訊在Molecular Biotechnology 在線發表題為“Identification of a Novel Cleavage Site and Confirmation of the Effectiveness of NgAgo Gene Editing on RNA Targets”的研究論文,該研究證實NgAgo在體外和體內可以進行RNA編輯。
然后,該研究設計了體外RNA切割系統,并通過測序驗證了切割位點。此外,將 NgAgo 和 gDNA 轉染到細胞中以切割細胞內靶序列。該研究在體外和體內證明了 NgAgo 以 gDNA 依賴性方式靶向降解 GFP、HCV 和 AKR1B10 RNA,但未觀察到對 DNA 的影響。測序表明切割位點位于目標 RNA 的 3',被 gDNA 的 5' 序列識別。這些結果證實 NgAgo-gDNA 切割的是 RNA 而不是 DNA。該研究觀察到切割位點位于靶標 RNA 的 3'端,這是過去未報道的新發現。
基因編輯是一種通過靶向修飾改造基因組的新技術。自發現以來,CRISPR/Cas9系統已成為基因組編輯庫中最強大的工具之一。盡管 CRISPR/Cas9 系統受到研究人員的歡迎,但它也有其不完善之處。CRISPR/Cas9 系統對靶標識別的幾種脫靶活性和 PAM 要求限制了其在某些基因組序列中的應用。因此,尋找新的基因編輯方法仍然是一個好的選擇。除了 Cas9 蛋白家族外,有研究報道 Argonaute (Ago) 蛋白家族,包括 TtAgo和 PfAgo,也具有一定的基因編輯能力。
在原核生物和真核生物中都發現了 Argonautes。在真核生物中,Argonaute 蛋白是 RNA 誘導的沉默復合物 (RISC)的重要組成部分。真核生物 Ago 蛋白在 RNA 干擾 (RNAi)、microRNA 和 piwi 相互作用 RNA (piRNA) 介導的轉錄后沉默中起著至關重要的作用。一些原核 Ago 蛋白,如 TtAgo 和 PfAgo,可以誘導外源基因在小干擾核酸或引導 DNA (gDNA) 的指導下降解 。然而,TtAgo 和 PfAgo 通常在 65 °C 左右起作用,限制了它們在哺乳動物細胞中的應用。
2016年5月3日,韓春雨團隊在Nature Biotechnology 在線發表題為“DNA-guided genome editing using the Natronobacterium gregoryi Argonaute”的研究論文,該研究發現Natronobacterium gregoryi Argonaute(NgAgo)是一種DNA引導的核酸內切酶,適用于人類細胞的基因組編輯,這一下子使NgAgo火遍全球,廣大研究人員去驗證其效果,很不幸,沒有相關的團隊能確定NgAgo有基因編輯的功能。隨后引發廣泛質疑,2017年8月3日,韓春雨撤回該論文。
不過,其他團隊有另外的發現,南通大學劉東團隊在Cell Research 發表題為“NgAgo-based fabp11a gene knockdown causes eye developmental defects in zebrafish”的研究論文,該研究發現gDNA / NgAgo可以與靶基因結合以阻斷其轉錄,同時該研究也沒有發現NgAgo具有基因編輯的能力。
多項研究表明,NgAgo 可以作為 DNA 引導的內切核糖核酸酶發揮作用,以靶向方式切割 RNA。NgAgo-gODN 系統可以切割編碼人類 DYRK1A 基因外顯子 11 的 RNA 轉錄本(注:該研究發表在預印版平臺bioRxiv上,未經過同行評審)。另一項研究表明 NgAgo-gDNA 系統通過加速前基因組 RNA 的衰變有效抑制乙型肝炎病毒的復制。盡管如此,在他們的研究中沒有確定切割位點。
在本研究中,該研究也未能檢測到 NgAgo-gDNA 系統的任何 DNA 編輯效應。該研究結果證實了 NgAgo-gDNA 在體外和體內對 RNA 的編輯作用,并進一步驗證了新的切割位點。
該研究設計了體外RNA切割系統,并通過測序驗證了切割位點。此外,將 NgAgo 和 gDNA 轉染到細胞中以切割細胞內靶序列。該研究在體外和體內證明了 NgAgo 以 gDNA 依賴性方式靶向降解 GFP、HCV 和 AKR1B10 RNA,但未觀察到對 DNA 的影響。測序表明切割位點位于目標 RNA 的 3',被 gDNA 的 5' 序列識別。這些結果證實 NgAgo-gDNA 切割的是 RNA 而不是 DNA。該研究觀察到切割位點位于靶標 RNA 的 3'端,這是過去未報道的新發現。
不過,由于該研究結果比較初步,仍需進一步實驗證實NgAgo在體內對于RNA的編輯能力。另外,對于該研究你怎么看?
CRISPR/Cas系統具有編輯DNA和RNA靶標的強大能力。然而,CRISPR/Cas系統對特定識別位點、PAM的需求限制了其在基因編輯中的應用。一些Argonaute(Ago)蛋白在5'磷......
CRISPR/Cas系統具有編輯DNA和RNA靶標的強大能力。然而,CRISPR/Cas系統對特定識別位點、PAM的需求限制了其在基因編輯中的應用。一些Argonaute(Ago)蛋白在5'磷......
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