韩春雨的“基因剪刀”又复活了？曾卷入舆论漩

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

　　在世界范围内，对NgAgo作为“基因剪刀”的探索，仍有新的进展

韩春雨。摄影/本刊记者董洁旭

　　韩春雨的“基因剪刀”又复活了？

　　本刊记者/杜玮

　　首发于2019.4.29总第897期《中国新闻周刊》

　　4月4日，美国冷泉港实验室运营的网站bioRxiv发表论文称，普渡大学的科研人员发现了一种名为NgAgo的蛋白能切割DNA（脱氧核糖核酸），并可以提高大肠杆菌体内基因同源重组的效率。bioRxiv是免费向生物学家开放的预印本文献库，也就是说，发表在上面的文章都是尚未获得同行评议的作者原始文稿。

　　在基因编辑过程中，同源重组被视为细胞常用的修复手段，基因剪刀断开DNA链条的行为，会刺激同源重组的发生，如果再提供外源供体，则能完成DNA序列的交换。三个月前，华中农业大学农业微生物国家重点实验室的研究团队也在国际期刊《核酸研究》上发文，同样称NgAgo能促进几种细菌体内的基因同源重组，可视为潜在的基因编辑工具。

　　NgAgo，正是两年多以前，让河北科技大学副教授韩春雨卷入巨大舆论漩涡的物质。如今，伴随着两篇新论文的发表，由韩春雨首次发现并命名的NgAgo能否作为基因编辑的新剪刀，再度成了被关注的焦点。

　　说NgAgo绕不开韩春雨

　　2016年5月2日，《自然》杂志子刊《自然·生物技术》刊登了一篇名为《DNA引导的NgAgo蛋白可用作基因编辑工具》的文章，作者为河北科技大学韩春雨团队，这是NgAgo首次被提出。文章称，NgAgo能在向导DNA的指引下，对目标基因有效切割，可用于对人类细胞的基因编辑。

　　这篇文章发表后，在种种外界因素的推动下，随即在国内引发轰动效应，某些国内专家和媒体称之为“诺奖级”的发现。同时，NgAgo被视为新的基因编辑技术，可比肩目前世界上应用最广泛的基因编辑工具CRISPR/Cas9。

　　基因编辑，指人为对DNA片段进行有目的的改造，包括插入、敲除基因等操作，使其序列发生变化。基因编辑和电脑上编辑一份文档类似，只不过，其操作对象是直接影响生物体特质的终极密码——DNA。通常，基因编辑分为剪开与修复两个步骤。因此，要想进行基因编辑，首先要有把好“剪刀”。

　　目前，科学家们用得最顺手的基因剪刀就是CRISPR/Cas9，其开发者是美国麻省理工学院华裔科学家张锋和加州大学伯克利分校教授詹妮弗·杜德娜等。实际上，CRISPR/Cas9最初是细菌抵御外敌的防御系统：当有病毒或外来DNA首次入侵时，CRISPR/Cas9就会剪切一段带有入侵者身份特质的DNA（核糖核酸），将其记录在案，等外敌再次来犯时，CRISPR/Cas9会依据之前记录的DNA信息，转录出一段起着向导作用的RNA，指引自己对来敌精准识别，准确打击。就是这样一套系统，被科学家们用作基因编辑的工具。

　　但CRISPR/Cas9也有缺点：其剪切点一定要位于一段处于特定位置、名为PAM序列的上游，这意味着CRISPR/Cas9的工作范围并不能无死角、全覆盖。而引导其剪切的RNA还有着容易变身的特点，这同样会影响到剪切的准确度。因此，研发更可靠、更准确的新剪刀成了科学家们的目标。这一背景下，名为Argonaute（简称Ago）的蛋白家族开始相继登场。

　　与CRISPR/Cas9相似，Ago蛋白同样是生物体的防御系统。最初，人们发现，真核生物体内的Ago蛋白能降解外来的RNA，进而又发现，来源于原核生物的Ago蛋白可以消灭入侵的DNA。从形态上来说，原核与真核生物的区别在于细胞核有没有核膜，原核生物是指一类细胞核无核膜包裹的原始单细胞生物，真核生物则涵盖了包括人类在内的所有动植物等生命体。

　　2014年，荷兰瓦赫宁根大学教授约翰·范德欧斯特在原核生物的Ago蛋白家族中，发现一种名为TtAgo的蛋白能与具有向导作用的DNA结合，在65°C条件下，切割目的DNA。但显然，高温限制了其发挥更大作用的潜力。

　　业界一度认为，韩春雨的研究突破性地解决了这一弊端。通过对比筛选，他发现另一种来源于格氏嗜盐碱杆菌的Ago蛋白，并将其命名为NgAgo。通过实验证实，这种蛋白能在37°C常温下，结合向导DNA，实现基因编辑。这意味着NgAgo在人类疾病治疗、世界杯2022预选赛积分榜等领域将有广阔的应用前景。而相比CRISPR/Cas9，NgAgo还有着不特定依赖于PAM序列、以DNA 为向导不易失效和脱靶、容错率低、效率高等一系列优点。