超越韓春雨？新一代基因編輯技術(shù)在南京大學(xué)問世(第三代基因編輯技術(shù)指的是)

超越韓春雨？新一代基因編輯技術(shù)在南京大學(xué)問世

2016年09月24日訊 《Genome Biology》報(bào)道了一種基于SGN的基因編輯新技術(shù)，以結(jié)構(gòu)引導(dǎo)的內(nèi)切酶（SGN，Structure-guided nuclease）實(shí)現(xiàn)體內(nèi)外DNA任意序列的靶向和切割。論文一作為Shu Xu，論文通信作者為南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬金陵醫(yī)院的周國華（Guohua Zhou）研究員、南京大學(xué)模式動(dòng)物研究所的趙慶順（Qingshun Zhao）教授和朱敏生（Minsheng Zhu）教授。做為基因編輯領(lǐng)域的從業(yè)者，讀后很有感觸，應(yīng)BioArt主編之邀請(qǐng)，以半學(xué)術(shù)的方式、以隨筆的形式寫出，與各位分享，不嚴(yán)謹(jǐn)之處請(qǐng)大家各自消毒。

感觸之一：構(gòu)思巧妙，略有瑕疵，瑕不掩瑜。

論文中，作者巧妙地融合FEN1（Flap endonuclease-1，是一種可以特異性識(shí)別flap結(jié)構(gòu)的核酸內(nèi)切酶，參與DNA的復(fù)制，修復(fù)和重組過程；除此之外它還具有雙鏈DNA特異的5‘-3’的核酸外切酶活性）和已經(jīng)被成功用于ZFN和TALEN的DNA剪切結(jié)構(gòu)域Fok I，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化的linker（GS repeats），設(shè)計(jì)了一個(gè)chimeric protein，實(shí)現(xiàn)了可編程的基因編輯系統(tǒng)，具有以下特點(diǎn)：短鏈ssDNA導(dǎo)向的基因組特定位置；編輯結(jié)果是產(chǎn)生大片段的deletion（可以大于2.6kb）；可以在斑馬魚胚胎中成功編輯內(nèi)源基因。這個(gè)構(gòu)思，看得出包含ZNF以及TALEN的影子，其實(shí)這三者設(shè)計(jì)思路是一致的，其創(chuàng)新點(diǎn)在于靶向元件的選擇十分巧妙，切割元件直接me too。令人驚喜的是，這種原創(chuàng)性工作出自我們中國科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，略有遺憾的是，論文中體內(nèi)靶點(diǎn)做的偏少，也沒有以CRISPR或者TALEN為對(duì)照，導(dǎo)致尚不能夠評(píng)估其相對(duì)低的編輯效率是來自位點(diǎn)特異性障礙還是來自技術(shù)本身（znf703基因編輯效率1/96≈1%；cyp26b1基因編輯效率是3/29≈10%、這個(gè)位點(diǎn)還真不低）。另外一點(diǎn)，如果SGN系統(tǒng)編輯結(jié)果是產(chǎn)生大片段的deletion，那么后期的同源重組做起來要相對(duì)困難（冒昧的揣測(cè)一下：FEN-1外切酶活性是否可以dead？貌似大片段的deletion應(yīng)該是5'-3'的核酸外切酶活性引起的）。

感觸之二：表述質(zhì)樸謙遜，留下很大的優(yōu)化空間。

通篇論文讀下來，科學(xué)之外，還感覺到一種相對(duì)質(zhì)樸的文風(fēng)，措辭之間充盈著謙遜。這么講，可能超出了學(xué)術(shù)范疇，所以稱之為隨筆，既然自己給自己開了這么一個(gè)后門，所以，干脆就談出來，好在筆者與南京大學(xué)與作者沒有關(guān)聯(lián)，也就沒有了套磁之嫌疑。例如，在基本術(shù)語上作者沒有跟風(fēng)：“SGN”而不是“ssDNA guided Nuclease”，“DNA editing”而不是“genome editing”，這些細(xì)節(jié)都能夠體現(xiàn)出一種“獨(dú)立性”?；蚓庉嫾夹g(shù)的效率是極其重要的，目前看在這篇論文中，作者沒有更多地報(bào)道相關(guān)的條件優(yōu)化工作，例如效率瓶頸是存在于guide DNA與靶向區(qū)域的結(jié)合效率？還是存在于SGN的識(shí)別效率？整個(gè)生物學(xué)場(chǎng)景之中，目標(biāo)區(qū)域的DNA melting究竟有多重要？是轉(zhuǎn)錄相關(guān)事件還是復(fù)制相關(guān)事件？（冒昧的揣測(cè)一下：是不是質(zhì)粒編輯實(shí)驗(yàn)中采用可誘導(dǎo)啟動(dòng)子即可幫助判斷？）當(dāng)然，不應(yīng)該要求一篇論文解決和回答這么多的科學(xué)或技術(shù)問題，但是可以預(yù)計(jì)，這個(gè)新工具可能還有較大優(yōu)化空間，期待著他們更多的進(jìn)一步報(bào)道。

感觸之三：就是要挑戰(zhàn)CRISPR，盡管它似乎難以逾越！

眾所周知，今年5月2日《Nature Biotechnology》在線發(fā)表河北科技大學(xué)韓春雨博士“一鳴驚人”的論文，報(bào)告了一種NgAgo-gDNA基因編輯新工具，盡管因不可重復(fù)而使韓春雨“一波三折”地陷入學(xué)術(shù)誠信危機(jī)，但是，此文也算是高調(diào)地揭開了挑戰(zhàn)CRISPR暗中競(jìng)賽的蓋子。盡管CRISPR如日中天，甚至有“l(fā)ong live CRISPR”之類的戲言，但是，CRISPR并不完美，這種“不完美”不僅僅來自O(shè)ff-target、PAM的限制性、難以實(shí)現(xiàn)單堿基精確編輯之類的技術(shù)瑕疵，更是來自人類對(duì)新技術(shù)的“天然貪婪”，來自根深蒂固的奧林匹克精神“更快、更高、更遠(yuǎn)”，來自我們骨子里的征服欲。正如哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院遺傳學(xué)教授George Church所言：新技術(shù)都是脆弱的，隨時(shí)可能被取代；加州大學(xué)圣迭戈分校的Prashant Mali 說的更直白“我們需要的不止這些”。所以，從技術(shù)使用者的角度看，CRISPR是大自然和幾位先鋒科學(xué)家送來的珍貴禮物，在欣然擁抱它的同時(shí)、當(dāng)然也期待著更好的技術(shù)出現(xiàn)；從技術(shù)開發(fā)者的角度看，大紅大紫般火熱的CRISPR又是新的競(jìng)賽標(biāo)桿，它令人嫉妒地、高傲地立在那里，挑逗和激發(fā)著人們超越它的沖動(dòng)。

感觸之四：源自天然、超越天然，從基因編輯技術(shù)演化史看“工程化”在技術(shù)工具開發(fā)中的重要性。

有人把基因編輯技術(shù)做了“斷代工程”，給技術(shù)劃代，很形象、也利于普及，但是有時(shí)候也比較困難。一般地，理論上可以在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中近乎任意位點(diǎn)切割并引發(fā)編輯的ZFN、TALEN以及CRISPR，它們?cè)跁r(shí)間節(jié)點(diǎn)上依次出現(xiàn)、而且效率和便利性也越來越好，所以被稱為第一代、第二代、第三代基因編輯技術(shù)（1G、2G、3G）。筆者愿意把他們稱之為大眾基因編輯工具，因?yàn)閷?duì)應(yīng)著的還有一些小眾工具，鑒于其自身的技術(shù)局限和缺陷，并沒有被大家普遍接受。今天，先聊一聊大眾工具，隨后加一些小花邊，再聊聊那些正在被淘汰和被遺忘的小眾工具，補(bǔ)充這些小眾工具的演化史，可以更加清晰地看出技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)，或許從中獲得另外的靈感和啟發(fā)。

從大眾工具看，“工程化”貫穿始終?，F(xiàn)代中文語境中，一直有一種混淆科學(xué)與技術(shù)的“語義學(xué)”困境?？茖W(xué)與技術(shù)相關(guān)但不相同，有人形象地這樣區(qū)分科學(xué)與技術(shù)：know what，know why是科學(xué)，know how是技術(shù)?；蚓庉嬁傮w上是一種技術(shù)，其相關(guān)工具的開發(fā)，起步于科學(xué)發(fā)現(xiàn)，但是不止步于科學(xué)發(fā)現(xiàn)。例如，從現(xiàn)有公開文獻(xiàn)看，CRISPR最重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)是2011年卡彭蒂艾（Emmanuelle Charpentier）對(duì)tracrRNA的生物學(xué)功能的闡明。但是，有時(shí)候，造物主很懶，他開辟了這個(gè)世界之隨后可能置之不理了。所以，大自然留給我們的禮物，有時(shí)候配不上我們征服的野心，因此，就人類目標(biāo)而言，我們從來都不吝嗇和遲疑于改進(jìn)和再造。果然，隨后的2012年，卡彭蒂艾就會(huì)同詹妮弗·刀娜（Jennifer A. Doudna）聯(lián)合發(fā)表了劃時(shí)代論文，把tracrRNA和guide RNA合二為一，做成了工程化的“chimeric single guide”，sgRNA由此誕生。而在CRISPR-Cas工程化、模塊化方面貢獻(xiàn)最大的，應(yīng)該首推華人科學(xué)家張鋒教授。除CRISPRi、 CRISPRa之外，早在2013年的綜述中，張鋒教授就展望了包括把Cas設(shè)計(jì)為光控模式在內(nèi)的各類工程化方案。而就是在本月，又推出了兩項(xiàng)以遙控sgRNA的方式對(duì)CRISPR實(shí)施即時(shí)控制的技術(shù)方案。哈佛和神戶大學(xué)的團(tuán)隊(duì)先后發(fā)表了利用“工程化”措施將AID與dCas9做成chimeric protein實(shí)現(xiàn)了不依賴于同源重組的單堿基編輯。就在本月初，MIT的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了光敏感的sgRNA技術(shù)；幾乎與此同時(shí)，深圳的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)報(bào)告了“化學(xué)控制”的sgRNA的控制技術(shù)。

讓我們把視野再回望到ZFN和TALEN，更是工程化的杰出案例，直至今天討論的SGN，其“動(dòng)作模塊”甚至“毫不動(dòng)搖”地使用FokⅠ，所變換進(jìn)化的是“GPS定位模塊”。這堪稱技術(shù)演化之中還留下了歷史痕跡，好似“保守序列”一樣，讓人驚嘆“自然進(jìn)化”與“人工進(jìn)化”異曲同工之奇妙。

所以，基因編輯工具開發(fā)工程化的基本方程式是：GPS定位模塊+執(zhí)行模塊。話分兩頭說。

先聊“執(zhí)行模塊”。FokⅠ屢戰(zhàn)屢勝，但是，一定還有其它選擇，畢竟，造物主應(yīng)該是慷慨的，地球生命演化了四十億年，留下的自然遺產(chǎn)極為豐富。

再聊聊GPS定位模塊。這個(gè)模塊工作效率及操作便利性如何，是基因編輯工具“好不好使”的關(guān)鍵。ZFN和TALEN的主要特點(diǎn)是：以蛋白質(zhì)特定結(jié)構(gòu)域來完成靶向定位，其主要缺陷是：定位模塊體外準(zhǔn)備麻煩，工作量大成本高；相比之下，CRISPR-Cas卻方便的多，所以在總體競(jìng)爭中勝出。但是CRISPR-Cas還是或多或少存在Off-target的弊端，為了解決這個(gè)問題、進(jìn)一步強(qiáng)化定位精準(zhǔn)性，已有報(bào)道以dcas9為定位器，融合上FokⅠ，實(shí)現(xiàn)正義鏈和反義鏈雙向定位、并形成FokⅠ二聚體造成DNA雙鏈斷裂（DSB）、引發(fā)編輯。本次討論的南京大學(xué)的這篇文章，再一次創(chuàng)新了GPS定位模塊，首次采用FEN-1（flap endonuclease-1）來執(zhí)行定位功能，將定位指令轉(zhuǎn)化為方便人工編程的guide-ssDNA，做的很巧妙。

聊到這里，下一個(gè)創(chuàng)新近似于呼之欲出：盡管NgAgo似乎失敗了，但是它工程化改造的前景呢？pAgo做為基因組“GPS定位模塊”的可能性，怎能不令工具開發(fā)者怦然心動(dòng)，就連我那個(gè)簡陋的實(shí)驗(yàn)室，都已經(jīng)于幾個(gè)月前就開始努力了，萬一大牛們漏掉了某些創(chuàng)意呢？

總之，GPS定位模塊+執(zhí)行模塊=基因編輯工具，兩個(gè)模塊的重點(diǎn)是定位模塊。設(shè)計(jì)靈感源自天然存在的自然遺產(chǎn)、但不止步于天然存在。自然界留給我們很多的提示和啟發(fā)，例如：位點(diǎn)特異重組酶（site specific recombinase）如何？整合酶（integrases）如何？轉(zhuǎn)座酶（transpotase）如何？其它未知的recombinase如何？這個(gè)領(lǐng)域的干法和濕法挖掘競(jìng)賽應(yīng)該一直在進(jìn)行。張鋒曾說到：“通過對(duì)多種酶進(jìn)行探索，我們可以得到一個(gè)更強(qiáng)的基因組編輯工具箱。我們必須繼續(xù)探索未知。”

最后的花邊：從G0談起，回顧一下“淪落”為小眾的基因編輯工具。

上世紀(jì)七十年代末，利用限制性內(nèi)切酶實(shí)現(xiàn)了質(zhì)粒體外重組，標(biāo)志著第一代基因工程的誕生。隨后，基于同源重組的體內(nèi)染色體水平的基因工程成為現(xiàn)實(shí)，但是由于重組率極低，必須使用抗生素抗性或營養(yǎng)缺陷等標(biāo)記加以篩選，做不到無痕編輯。之后，盡管發(fā)展了反向篩選標(biāo)記、cre位點(diǎn)預(yù)埋及抗性回收等技術(shù)措施，但是，還是繁瑣和低效。業(yè)界對(duì)無標(biāo)記的無痕基因編輯技術(shù)是十分期待的，無標(biāo)記無痕的關(guān)鍵在于編輯效率，只要效率達(dá)到百分之一以上的數(shù)量級(jí)別，就有希望。這里讓我們一起回顧一下兩個(gè)小眾工具，作為“綠葉”來襯托一下廣為人知的大眾工具。

其一，G0代的重組工程（Recombineering）。上世紀(jì)90年代末，基于λ噬菌體的Red重組酶的重組工程（Recombineering）出現(xiàn)了，這個(gè)領(lǐng)域中，中國科學(xué)家于代冠（Daiguan Yu）跟隨NIH的Donald L . Curt，做出了不少貢獻(xiàn)，于代冠博士后來回到了中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院?；赗ed系統(tǒng)，哈佛大學(xué)George Church于2008年在《Nature Biotechnology》上發(fā)表了改進(jìn)版的MAGE，可以自動(dòng)化地在數(shù)天內(nèi)引發(fā)十億計(jì)的突變；至2013年，Church又把基于ss-oligo的的重組工程從大腸桿菌擴(kuò)展到釀酒酵母，這個(gè)過程還與rad51/rad54相關(guān)，被Church發(fā)展成YOGE技術(shù)，之所以特別強(qiáng)調(diào)Church，是因?yàn)檫@位偉大的科學(xué)家也是早期CRISPR的推進(jìn)者之一，他采用Cas9編輯高等細(xì)胞基因組的論文，與張鋒“同框”于2013年1月的Science。但是，重組工程最終沒有能夠再擴(kuò)展到其它物種，特別是沒有實(shí)現(xiàn)哺乳動(dòng)物細(xì)胞的基因編輯。大腸桿菌的Red/ET系統(tǒng)，也是重組工程的重要實(shí)現(xiàn)工具，也是目前仍在普遍使用的分子生物學(xué)基本操作工具，這個(gè)系統(tǒng)源自中國科學(xué)家張友明在歐洲留學(xué)工作期間做出的開創(chuàng)性工作，張友明博士后來回到山東大學(xué)工作。總體上，基于寡核苷酸入侵的重組工程可擴(kuò)展性不夠好（局限于原核的細(xì)菌、真核最多跨到釀酒酵母），效率相對(duì)低下（在千分之一到百分之一之間），難以大幅度優(yōu)化。

其二，G2.5代的Targetron。這個(gè)來自原核微生物防御機(jī)制的Targetron技術(shù)，筆者更愿意把它稱之為2.5代技術(shù)，不是因?yàn)樗男剩且驗(yàn)樗腉PS定位模塊的工作方式，其方式是結(jié)合了“個(gè)別DNA位點(diǎn)的蛋白質(zhì)識(shí)別”和“其它位點(diǎn)的RNA識(shí)別”，而且識(shí)別序列是可編輯的、可以“reprogrammable”的。這個(gè)編輯工具的大本營首推德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校，他們有對(duì)外開放的設(shè)計(jì)軟件及一些技術(shù)服務(wù)，但是，它編輯復(fù)雜、使用困難、物種可擴(kuò)展性不高，梭狀芽孢桿菌是可以用的，中科院微生物所李寅組和上海的楊晟組都有相關(guān)工作?？傊匀皇且粋€(gè)小眾工具。

SGN將會(huì)如何？是小眾工具還是能夠發(fā)展成大眾工具呢？pAgo能不能進(jìn)一步W為NgAgo“正名”？能不能正名之后再發(fā)展成大眾工具呢？前提是solid、可重復(fù)，并且用戶友好。讓我們拭目以待吧！

源于天然而超越天然，正道也！再次祝賀南京大學(xué)科學(xué)家在基因編輯領(lǐng)域的這項(xiàng)重大突破！

第三代基因編輯技術(shù)指的是

自2016年5月2日韓春雨作為通訊作者的“基因編輯技術(shù)NgAgo”論文發(fā)表引起關(guān)注、5月底質(zhì)疑的聲音開始出現(xiàn)，韓春雨實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)爭議，不僅科學(xué)界議論紛紛，在社會(huì)層面也引發(fā)了相關(guān)討論。那么，基因編輯技術(shù)到底是一項(xiàng)怎么樣的技術(shù)呢？為什么它這樣備受矚目？今天我們就一起去扒一扒基因編輯技術(shù)的“真面目”！

（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

基因編輯技術(shù)到底是個(gè)什么鬼？

首先我們先介紹一下基因編輯的概念。實(shí)際上，“基因編輯”這四個(gè)字是比較簡化的，嚴(yán)格來說我們應(yīng)該稱它為“基因組定點(diǎn)編輯技術(shù)”。這里我們要注意兩個(gè)關(guān)鍵詞，一個(gè)是“基因組”，它要在細(xì)胞核的基因組里面。

另一個(gè)是“定點(diǎn)編輯”，因?yàn)樵诩?xì)胞核的基因組里面，不同的基因都有不同的位點(diǎn)。如果我們不是說在特定的基因組位點(diǎn)進(jìn)行編輯的話，實(shí)際上和我們現(xiàn)在討論的這個(gè)技術(shù)就大相徑庭了。因?yàn)橛泻芏嗥渌夹g(shù)可以改變細(xì)胞內(nèi)的DNA組成。比如線粒體基因替代技術(shù)。還有一個(gè)就是用重組過的特異性病毒引入外源基因，但是它不能夠定點(diǎn)，它是隨機(jī)放到基因組里面的，這和我們今天要討論的基因編輯技術(shù)都是不一樣的。基因編輯技術(shù)，也就是“基因組定點(diǎn)編輯技術(shù)”，這個(gè)技術(shù)指的是對(duì)特定DNA片段的敲除、加入以及定點(diǎn)突變。

（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

基因編輯技術(shù)的歷史

實(shí)際上，基因編輯技術(shù)不是一個(gè)新的概念，早在90年代就開始有了。到目前為止，已經(jīng)經(jīng)歷了三代。

第一代基因編輯技術(shù)就是同源重組建立動(dòng)物基因敲除（knock-out），基因敲入（knock-in）的基因突變模型。顧名思義，基因敲除（knock-out）指的是把原有的動(dòng)物基因組的某些基因通過一定的技術(shù)把它從動(dòng)物基因組里敲除出去；基因敲入（knock-in）則是在動(dòng)物基因組某個(gè)位點(diǎn)上把原本不存在的基因通過一定的技術(shù)把它整合進(jìn)去。基因敲除（knock-out）和基因敲入（knock-in）是通過DNA同源重組技術(shù)來完成的。這是一個(gè)非常復(fù)雜的技術(shù)。如果要做成一個(gè)成功的動(dòng)物基因敲除（knock-out），基因敲入（knock-in）的基因突變模型，大概需要花費(fèi)2到3年的時(shí)間，投入的資金也比較多。另外，這個(gè)技術(shù)一般來說是用于建立遺傳疾病研究的動(dòng)物模型，很難用于臨床或者說大面積應(yīng)用在農(nóng)業(yè)畜牧業(yè)方面。

第二代基因編輯技術(shù)是ZFN,TALEN技術(shù)。這兩個(gè)技術(shù)的原理都是通過DNA核酸結(jié)合蛋白和核酸內(nèi)切酶結(jié)合在一起建立一個(gè)系統(tǒng)。因?yàn)檫@些蛋白可以識(shí)別一定的核苷酸序列，通過一定設(shè)計(jì)形成的系統(tǒng)可以對(duì)特定的基因進(jìn)行基因敲除和基因突變。

第三代基因編輯技術(shù)就是最近非?；鸬腃RISPR/Cas9 系統(tǒng)。它的原理就是利用核糖體結(jié)構(gòu)來進(jìn)行基因編輯。CRISPR/Cas9 系統(tǒng)經(jīng)過一定的設(shè)計(jì)可以結(jié)合到靶基因上，然后對(duì)這個(gè)靶基因進(jìn)行敲除、定點(diǎn)突變或者引入新的外源基因，來進(jìn)行基因編輯。

（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

為什么第三代基因編輯技術(shù)備受矚目？

確切地說，這三代基因編輯技術(shù)到目前為止都存在一定的技術(shù)局限性。第一個(gè)比較明顯的局限性就是脫靶效應(yīng)。那什么是脫靶效應(yīng)呢？比如原本設(shè)計(jì)是對(duì)某一個(gè)DNA靶點(diǎn)進(jìn)行基因編輯，但是一直找一直找，卻沒有找到正確的靶點(diǎn)，實(shí)際上卻跑到這個(gè)點(diǎn)組成相似的位點(diǎn)去了，這就出現(xiàn)了脫靶。

最新的基因編輯技術(shù)，可以做到什么地步？

成功讓雄性老鼠體細(xì)胞變成卵細(xì)胞
當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月8日，在英國倫敦召開的第三屆人類基因組編輯國際峰會(huì)上，來自日本九州大學(xué)的林克彥（Katsuhiko Hayashi，音譯）教授介紹了該研究的詳細(xì)情況。
該技術(shù)包括首先從雄性老鼠身上提取皮膚細(xì)胞，然后將其轉(zhuǎn)化成類似干細(xì)胞的狀態(tài)，以創(chuàng)建所謂的誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（iPS cells）——一種可以轉(zhuǎn)化為其他類型細(xì)胞的細(xì)胞。因?yàn)樵撈つw細(xì)胞從雄性老鼠身上提取，因此具有XY染色體。林克彥教授的團(tuán)隊(duì)剔除了其中的Y染色體，再向另一個(gè)細(xì)胞“借來”一個(gè)X染色體，然后將兩個(gè)X染色體巧妙地“粘”在一起。這一流程使得干細(xì)胞變成卵細(xì)胞。
“這其中最大的訣竅就是X染色體的復(fù)制。”林克彥教授說，“我們真的試圖建立一個(gè)系統(tǒng)來復(fù)制X染色體?！?br>最后，擁有兩個(gè)X染色體的這些細(xì)胞被放置在一個(gè)卵巢類器官中進(jìn)行培養(yǎng)，從而形成卵子。當(dāng)與正常精子受精后，科學(xué)家們獲得了大約600個(gè)胚胎，并將其植入代孕老鼠體內(nèi)。最終，代孕老鼠誕生了7只小鼠幼崽。
這些小老鼠看起來很健康，會(huì)有一個(gè)正常的壽命，并在成年后得以繼續(xù)生育后代?！八鼈兛雌饋磉€不錯(cuò)，在正常生長，以后能夠成為父親?！绷挚藦┙淌诒硎尽?shí)驗(yàn)中約1%的生產(chǎn)成功率低于用正常女性卵細(xì)胞能夠達(dá)到的5%的成功率。
不孕不育癥患者的新希望？
現(xiàn)階段該技術(shù)還不能安全用于人類
林克彥教授表示，該研究的主要?jiǎng)訖C(jī)是希望能夠?yàn)轭净疾辉胁挥Y的夫妻提供一種生育治療方法，例如患有特納綜合征的婦女，她們拷貝的X染色體有一整個(gè)或部分缺失的情況。
他繼續(xù)補(bǔ)充，目前，這項(xiàng)研究仍處于早期階段，卵細(xì)胞的質(zhì)量不高?！凹词乖诶鲜笊砩蠈?shí)驗(yàn)，卵細(xì)胞的質(zhì)量也存在很多問題。因此，在考慮將其作為一種生育治療方法之前，我們必須克服這些問題，這可能需要很長的時(shí)間?！彼硎尽?br>同時(shí)，在這個(gè)階段，技術(shù)還不能安全地用于人類。但是，他認(rèn)為這一問題能夠在10年內(nèi)得到解決。然而，部分科學(xué)家認(rèn)為這一時(shí)間估計(jì)過于樂觀，因?yàn)槟壳霸趯?shí)驗(yàn)室條件下還未能從女性細(xì)胞中創(chuàng)造出可行的人類卵細(xì)胞。并且，也有科學(xué)家提出，人類的細(xì)胞需要更長的培養(yǎng)時(shí)間來產(chǎn)生一個(gè)成熟的卵細(xì)胞，這可能會(huì)增加細(xì)胞獲得不必要的遺傳變化的風(fēng)險(xiǎn)。
此外，林克彥教授還提出對(duì)社會(huì)是否能夠接受這一技術(shù)的擔(dān)憂。他并不贊同男性用自己的精子和人工制造的卵細(xì)胞來創(chuàng)造一個(gè)嬰兒?！霸诩夹g(shù)上這是可能的。但是我不太確定在現(xiàn)在這個(gè)階段，它是否安全或?yàn)樯鐣?huì)所接受?！彼a(bǔ)充到。林克彥教授已經(jīng)向科學(xué)雜志《自然》提交了這一研究。
中國科學(xué)院的王浩義教授認(rèn)為，在考慮將該技術(shù)應(yīng)用于臨床之前，還有很長的路要走。“科學(xué)家從不說永遠(yuǎn)，原則上，實(shí)驗(yàn)已經(jīng)在老鼠身上完成了，當(dāng)然它可能在人類身上實(shí)現(xiàn)。但我可以預(yù)見到未來（該技術(shù)）會(huì)遇到很多挑戰(zhàn)，我無法預(yù)測(cè)（克服它們）將花費(fèi)多少年?！?br>紅星新聞?dòng)浾?王雅林 實(shí)習(xí)生 王慕寧

韓春雨團(tuán)隊(duì)在《nature biotech》上發(fā)表的 ngago 基因編輯技術(shù)是什么？有何突破

NgAgo-gDNA技術(shù)是以DNA作為引導(dǎo)工具的基因編輯技術(shù)。NgAgo-gDNA技術(shù)的工作原理與CRISPR-Cas9技術(shù)有些類似，都是在引導(dǎo)工具的引導(dǎo)下，令核酸酶對(duì)特定位點(diǎn)的基因序列進(jìn)行切割，從而進(jìn)行基因編輯。不同的是NgAgo-gDNA技術(shù)中所用到的引導(dǎo)工具是一段引導(dǎo)DNA（gDNA）而不是CRISPR-Cas9技術(shù)中的RNA。由于也不需要通過蛋白（如鋅指蛋白）來尋找需要替換的序列，因此，NgAgo-gDNA技術(shù)與CRISPR-Cas9技術(shù)一樣，較之前的基因編輯技術(shù)，在操作上要簡單方便得多，利于其在應(yīng)用中的推廣。
NgAgo-gDNA技術(shù)所用的核酸酶是NgAgo，一種存在于格氏嗜鹽堿桿菌(Natronobacteriumgregoryi)中的Ago內(nèi)切核酸酶蛋白。Ago核酸酶最初是由荷蘭科學(xué)家發(fā)現(xiàn)其可以有效地利用單鏈DNA作為短介質(zhì)，去相對(duì)精準(zhǔn)地切割基因組靶點(diǎn)。而最初的研究的局限性在于實(shí)驗(yàn)所需要的溫度在65-75攝氏度，不能在生理?xiàng)l件下完成。而通過韓春雨教授團(tuán)隊(duì)的不斷搜尋，最終他們發(fā)現(xiàn)來自于格氏嗜鹽堿桿菌的Ago同源蛋白可以在生理?xiàng)l件下實(shí)現(xiàn)類似的功能。
NgAgo-gDNA技術(shù)可能比CRISPR-Cas9技術(shù)擁有更多優(yōu)勢(shì)，與CRISPR-Cas9技術(shù)相比，NgAgo-gDNA技術(shù)可編輯的靶位點(diǎn)的選擇范圍更大。因?yàn)镃as9需要與基因組上19個(gè)堿基配對(duì)，并要求在這組堿基后緊鄰一個(gè)特定的三堿基序列（PAM序列），一定程度上限制了靶位點(diǎn)的選擇范圍，而NgAgo-gDNA技術(shù)中靶位點(diǎn)的選擇則不受PAM序列的限制，編輯對(duì)象所受限制更小，幾乎能編輯基因組內(nèi)任何位置。
另外，與NgAgo結(jié)合的gDNA長度為24個(gè)堿基，這比與Cas9結(jié)合的19個(gè)堿基的gRNA要長5個(gè)堿基，理論上其精確性要提高1024（4的5次方）倍。并且韓春雨團(tuán)隊(duì)的研究還發(fā)現(xiàn)，與CRISPR-Cas9相比，NgAgo–gDNA系統(tǒng)對(duì)向?qū)蛄?靶序列錯(cuò)配容忍度很低。編輯精準(zhǔn)度更高，能更有效地避免脫靶現(xiàn)象。

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