中国科学家开发替代Cas9的基因编辑新技术_医疗健康

2016

05/06

09:26

生物探索医疗健康

5月2日，发表在Nature Biotechnology上的这项研究中，河北科技大学以及浙江大学医学院的研究人员报告称，Natronobacterium gregoryi Argonaute（NgAgo）是一种DNA导向的可用于人类细胞基因编辑的核酸内切酶。

RNA导向的核酸内切酶Cas9使得基因编辑成为了一种广泛应用的技术。然而，尽管科学家们已尝试多种方式对Cas9系统进行优化以提高它的效率和特异性，但该系统的实用性依然受到了一些因素的限制，包括其对导向-靶向（guide–target）错配的耐受性以及导向RNA相对容易形成二级结构等。

类似于Cas9，来自Argonaute蛋白家族的内切酶也可以利用寡核苷酸作为引导，降解侵入性的基因组。Argonautes在基因表达抑制以及抵御外来核酸方面起着关键的作用。4月12日，发表在PNAS上的一项研究中，加州大学伯克利分校的研究人员揭示了一种Argonaute非典型的导向RNA特异性，论文的通讯作者是CRISPR先驱之一的Jennifer A. Doudna。

5月2日，最新发表在Nature Biotechnology上的一项研究中，河北科技大学以及浙江大学医学院的研究人员报告称，Natronobacterium gregoryi Argonaute（NgAgo）是一种DNA导向的可用于人类细胞基因编辑的核酸内切酶。NgAgo可结合约24个核苷酸大小的5′磷酸化单链导向DNA（guide DNA ，gDNA），有效形成位点特异的DNA双链缺口。

据悉，CRISPR/Cas9的靶向特异性是由两部分决定的，一部分是RNA嵌合体和靶DNA之间的碱基配对，另一部分是Cas9蛋白和一个短DNA基序（DNA motif）的结合，这个短DNA基序通常在靶DNA的3‘末端发现，被称为前间区序列邻近基序（protospacer adjacent motif，PAM）

与Cas9不同，NgAgo–gDNA系统不需要PAM，初步鉴定表明，该系统对导向-靶向（guide–target）错配耐受低，且对编辑富含G+C的基因组更加有效。据介绍，Cas9只存在于原核生物中，而Argonautes几乎存在于所有的有机体中。

此外，要想与Cas9正确绑定，导向RNA必须有3′RNA-RNA杂化结构，而与Argonaute绑定不需要导向分子有任何特定的二级结构。另一方面，Cas9只能切割PAM上游的序列，而Argonaute不需要靶标有特定的序列。作者们表示，Natronobacterium gregoryi Argonaute有望成为编辑哺乳动物基因组的精准有效的工具。

医谷链

《哈工大黄志伟团队首次发现基因编辑CRISPR-Cpf1运行机制，与CRISPR-Cas9有何不同》

来源：生物探索

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