生物学家做出两项新发现韩春雨的基因剪刀又复活了？

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在世界规模内，对NgAgo作为“基因剪刀”的探究，仍有新的发展

韩春雨的“基因剪刀”又复活了？

我国新闻周刊记者/杜玮

4月4日，美国冷泉港试验室运营的网站bioRxiv宣布论文称，普渡大学的科研人员发现了一种名为NgAgo的蛋白能切开DNA(脱氧核糖核酸)，并可以进步大肠杆菌体内基因同源重组的功率。bioRxiv是免费向生物学家敞开的预印本文献库，也便是说，宣布在上面的文章都是没有取得同行评议的作者原始文稿。

韩春雨。拍摄/我国新闻周刊记者董洁旭

在基因修改进程中，同源重组被视为细胞常用的修正手法，基因剪刀断开DNA链条的行为，会影响同源重组的发生，假如再供给外源供体，则能完结DNA序列的交流。三个月前，华中农业大学农业微生物国家要点试验室的研讨团队也在世界期刊《核酸研讨》上发文，相同称NgAgo能促进几种细菌体内的基因同源重组，可视为潜在的基因修改东西。

NgAgo，正是两年多曾经，让河北科技大学副教授韩春雨卷进巨大言论漩涡的物质。现在，伴随着两篇新论文的宣布，由韩春雨初次发现并命名的NgAgo能否作为基因修改的新剪刀，再度成了被重视的焦点。

说NgAgo绕不开韩春雨

2016年5月2日，《天然》杂志子刊《天然·生物技能》刊登了一篇名为《DNA引导的NgAgo蛋白可用作基因修改东西》的文章，作者为河北科技大学韩春雨团队，这是NgAgo初次被提出。文章称，NgAgo能在导游DNA的指引下，对方针基因有用切开，可用于对人类细胞的基因修改。

这篇文章宣布后，在种种外界要素的推进下，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。一同，NgAgo被视为新的基因修改技能，可比肩现在世界上使用最广泛的基因修改东西CRISPR/Cas9。

基因修改，指人为对DNA片段进行有意图的改造，包含刺进、敲除基因等操作，使其序列发生变化。基因修改和电脑上修改一份文档相似，只不过，其操作目标是直接影响生物体特质的终极暗码——DNA。一般，基因修改分为剪开与修正两个进程。因而，要想进行基因修改，首要要有把好“剪刀”。

现在，科学家们用得最随手的基因剪刀便是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开端是细菌抵挡外敌的防护体系：当有病毒或外来DNA初次侵略时，CRISPR/Cas9就会剪切一段带有侵略者身份特质的DNA(核糖核酸)，将其记载在案，等外敌再次来犯时，CRISPR/Cas9会根据之前记载的DNA信息，转录出一段起着导游作用的RNA，指引自己对来敌精准辨认，精确冲击。便是这样一套体系，被科学家们用作基因修改的东西。

但CRISPR/Cas9也有缺点：其剪切点一定要坐落一段处于特定方位、名为PAM序列的上游，这意味着CRISPR/Cas9的工作规模并不能无死角、全掩盖。而引导其剪切的RNA还有着简单变身的特色，这相同会影响到剪切的精确度。因而，研制更牢靠、更精确的新剪刀成了科学家们的方针。这一布景下，名为Argonaute(简称Ago)的蛋白宗族开端相继上台。

与CRISPR/Cas9相似，Ago蛋白相同是生物体的防护体系。开端，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，来历于原核生物的Ago蛋白可以消除侵略的DNA。从形状上来说，原核与真核生物的差异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含人类在内的一切动植物等生命体。

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蛋白宗族中，发现一种名为TtAgo的蛋白能与具有导游作用的DNA结合，在65°C条件下，切开意图DNA。但明显，高温约束了其发挥更大作用的潜力。

业界一度以为，韩春雨的研讨打破性地处理了这一坏处。经过比照挑选，他发现另一种来历于格氏嗜盐碱杆菌的Ago蛋白，并将其命名为NgAgo。经过试验证明，这种蛋白能在37°C常温下，结合导游DNA，完成基因修改。这意味着NgAgo在人类疾病医治、生物制药等范畴将有宽广的使用远景。而比较CRISPR/Cas9，NgAgo还有着不特定依赖于PAM序列、以DNA 为导游不易失效和脱靶、容错率低、功率高级一系列长处。

2016年5月8日，新媒体渠道“知识分子”，以《韩春雨：“一举成名”的我国科学家创造世界一流新技能》为题，报导了韩春雨其人与他的研讨。“知识分子”在这篇注明为“特稿”的文章前加了一段编者按，其间写道：“令国人激动的是，韩春雨在河北科技大学条件欠好、经费缺少、人员很少的情况下做出的研讨，优于世界一流的麻省理工、哈佛、斯坦福。《知识分子》主编、北京大学教授饶毅将韩春雨推介给修改部，在此咱们特别注销专访，以飨读者。”

尔后，国内媒体蜂拥而上，对韩春雨的研讨成果进行报导。韩春雨先后被评为河北省科协副主席、河北省最美教师、国家“中青年科技立异领军人才”提名人、“长江学者奖赏方案”提名人、2016年度高校享用政府特殊津贴人员等。2016年8月，河北省发改委还批复并“原则同意”了预算总额达2.24亿元的河北科技大学基因修改技能研讨中心的工程建设项目。

质疑声与赞誉简直一同而至。在其论文宣布后不到20天，现任美国普林斯顿大学分子生物学系教授、其时在清华大学任教的结构生物学家颜宁在微博上初次提出韩春雨论文成果的可重复性存在问题。

尔后，相似质疑在未名空间、知乎、百度贴吧等论坛上呈现。至2016年9月，饶毅与中科院院士邵峰联名致信河北科技大校园长，称“宜慎重对待韩春雨及其研讨成果”，并主张建立专家委员会，核实韩春雨研讨成果。当年10月，北大生科院教授魏文胜等13名国内生物学家联名在媒体上揭露发声，表明无法重复该试验成果，期望韩春雨揭露一切原始数据，呼吁校园及相关方介入查询。

2016年11月，《天然·生物技能》修改部表明，正在查询该论文。之后，韩春雨给《天然·生物技能》修改部弥补了相关试验数据。

2017年1月，国家知识产权局撤回了韩春雨团队以Ago为中心的基因修改技能专利。据介绍，现在，该团队以世界专利方式从头提交请求，并处于揭露状况。同年8月，由于一向没有重复出试验成果，韩春雨团队撤回论文。《天然·生物技能》修改部宣布了《是该数据说话的时分了》的社论称，“咱们现在坚信韩春雨的撤稿决定是保护已宣布科研记载完整性的最好做法。”

之后，韩春雨团队继续寻觅论文成果不能重复的原因。时隔一年后，河北科技大学发文称，韩春雨团队不存在片面造假。但根据有关规定，撤销韩春雨所取得的荣誉称号，停止韩春雨团队承当的科研项目并回收科研经费。韩春雨团队回应说，试验设计存在缺点、研讨进程存在着不谨慎的问题。

两项新发现与基因剪刀的未来

尽管“韩春雨事情”告一段落，但由他首要提出的NgAgo能否作为基因修改东西仍无定论。

早在2016年11月，南通大学神经再生要点试验室副教授刘东与复旦大学生命科学学院研讨员王永明在《天然》杂志子刊《细胞研讨》上宣布了国内第二篇关于NgAgo的文章。文章称，用NgAgo可以“敲低”斑马鱼基因，导致其眼部发育缺点。但由于“敲低”仅仅使基因表达下降，并没有改动基因序列，因而，谈不上“修改”。而由于研讨目标不同，刘东等人称，其研讨也“不能对此前韩春雨的定论证明或证伪”。

比较之下，最近宣布的两项关于NgAgo的新研讨好像带给人们更多期望。

在美国普渡大学的研讨中，NgAgo首要被证明在体外试验中具有切开DNA的才能。更进一步，研讨人员发现，NgAgo上两个名为PIWI和RepA的部位都能独立切开DNA。但与韩春雨定论不同的是，在普渡大学展开的体外试验中，NgAgo切开时，并没有和本该配对的导游DNA结合。担任这项研讨的普渡大学农业与生物工程助理教授凯文·所罗门在承受《我国新闻周刊》采访时估测说，这有可能是NgAgo事前已结合了DNA在仿制进程发生的其他碎片DNA片段，充任导游。

而在大肠杆菌的体内试验中，NgAgo被证明能结合导游DNA，并依托其切开才能，提高大肠杆菌同源重组的功率。本年1月，华中农业大学的研讨相同证明：在巴氏杆菌和大肠杆菌体内，NgAgo能提高基因同源重组的功率。但与普渡大学和韩春雨的研讨不同，该论文作者华中农大动物科学技能学院、农业微生物国家要点试验室教授张安靖、金梅林等人观察到，NgAgo对同源重组的促进，是经过NgAgo的PIWI部位与一种助力同源重组的酶RecA的相互作用。“当然，咱们不扫除它两种原理都在起作用。”张安靖在承受《我国新闻周刊》采访时说。

但需求留意的是，无论是华中农大仍是普渡大学的研讨，现在都聚集的是NgAgo在原核生物中的切开作用。“咱们并没有计划重复韩春雨论文中的研讨定论，也便是在哺乳动物细胞中进行基因修改。”所罗门说，“现在说NgAgo能否适用于人类细胞基因修改为时尚早，咱们可以说的是，这是又一个能提高细菌中基因修改的东西，对生物燃料的出产、制药等方面能发挥作用。”

事实上，在韩春雨论文成果宣布之初，国内也曾一度掀起跟风研讨热潮。据某不肯签字的业内人士称，国内六七家在这一范畴较有实力的科研机构此前都对NgAgo很感兴趣。但在韩春雨论文被火热追捧又遭到激烈质疑后，这些研讨者又逐步退出，根本不再进入该研讨范畴。比较之下，在世界规模内，关于NgAgo甚至更大规模的Ago蛋白宗族的研讨，仍发展不断。

本年2月，加州理工学院生物工程系教授阿列克谢·阿拉温在bioRxiv上宣布论文称，源于丁酸梭菌的CbAgo具有高活性，可用于在中等温度下切开单链和双链DNA。阿拉温进一步表明，在37℃条件下，CbAgo可能在真核细胞中具有活性。前文说到的荷兰瓦赫宁根大学教授范德欧斯特近期也在bioRxiv宣布了相似的研讨成果。不过，他对《我国新闻周刊》回复称，“迄今为止，咱们还没有用CbAgo进行人类细胞基因组的修改，假如使用，还需求更多的优化”。

国内某威望科研院所一名长时刻研讨Ago蛋白宗族的研讨人员称，最初，韩春雨的研讨仅仅该范畴许多科研成果中的一项，即便文章定论建立，也并无特别值得重视之处。他的研讨之所以引发轰动效应，主要是媒体的炒作。在她看来，眼下，Ago蛋白用作基因修改东西还不太适宜，“就像拿一把十分钝的刀子去切肉相同”，“但不扫除今后咱们想到什么样的方法对蛋白进行一个十分大的改造，或许两三个蛋白一同作用，研讨人员应该想一些愈加有用的方法。一旦基础研讨有了打破，使用上的打破也会很快跟上。那么终究打破在哪里？我觉得还得给咱们更多时刻。”

前述不肯签字的业内人士则表明，从现在国内外最新的研讨成果来看，NgAgo有其科研价值，“显现出来许多的作用都是值得咱们去研讨的”。他以为，相较国外的继续跟进，假如国内由于韩春雨当年被“捧杀”而不再重视这一研讨，将在这一范畴处于落后被迫的位置。

《我国新闻周刊》2019年第15期

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来历：我国新闻周刊

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