昨日(11月11日),自然出版社旗下英文期刊 Cell Research (《细胞研究》) 在线发表了题为《基于 NgAgo 的 fabp11a 基因敲低引起的斑马鱼眼睛发育缺陷》的论文,通讯作者为江苏南通大学神经再生重点实验室副教授刘东。自韩春雨今年5月在《自然-生物技术》发表 NgAgo 基因编辑技术之后,这可能是第一篇通过正规途径发表的有关 NgAgo 的学术论文。论文发表后,多位同领域科学家随即接受《赛先生》采访,对此论文进行点评。 李大力(华东师范大学生命科学学院研究员)、程临钊(约翰霍普金斯医学院 Edythe Harris Lucas and Clara Lucas Lynn 讲席教授)、王皓毅(中科院动物研究所研究员)、谷峰(温州医科大学教授)、魏文胜(北京大学生命科学学院教授)、黄志伟(哈尔滨工业大学教授)等多位科学家共同表示,该论文并没有重复出韩春雨实验的结果,没有观察到基因编辑现象。 程临钊认为,这篇关于斑马鱼的文章讲的是基因敲低现象,很明显,这并没有为韩春雨报告的基因编辑技术提供任何新证据。他说:“该论文并不是对韩春雨文章的验证。” 魏文胜称,这篇文章表明在斑马鱼中NgAgo不能造成碱基插入与缺失,仍然无法实现基因编辑。 谷峰则非常直接地表示:“这篇文章证明,韩春雨报道的基因组编辑工具 NgAgo 无法对斑马鱼基因组进行编辑。” 文章作者之一王永明(复旦大学生命科学学院研究员)称:“我们的文章是在斑马鱼里做的。结果显示不能切割 DNA,但是可以抑制基因表达,我们推测是结合到了靶基因上并阻止其转录,这并没有支持或者反驳韩春雨教授的结果。” 对此,李大力和王皓毅均表示,论文中描述的抑制基因表达的“敲低”有多种可能的机制,论文作者“推测”其机制与 DNA(抑制转录)有关,但没有给出任何证据表明这一点。因此,该论文与韩春雨提出的基因编辑技术并无直接关联。 2. 韩春雨的 NgAgo 论文发表之后的第一个月,好几个实验室都宣称在细胞中观察到了“基因编辑”,后来在测序之后又纷纷否定之前的结论,是否与这次报道的“基因敲低”(knockdown)有关? 王皓毅评论,这是很有可能的,但是不做系统对照实验(control)的话,很难区分是 gDNA 单独起作用还是 NgAgo 在起作用,所以并没有确定的结论。他认为,在斑马鱼中观察到的可能是瞬时的基因敲低(knockdown)效果。他本人实验室做过的唯一的功能相关实验是 Hprt 基因的敲除,但因 6-TG(6-巯基嘌呤)的筛选实验过程比较长,可能观察不到瞬时敲低的效果,而 CRISPR技术的敲除实验则有很明显的变化。 魏文胜表示,他的实验室利用 NgAgo 在初期也观察到了某些表型变化,但之后意识到这只是基因敲低的结果,而非基因敲除。敲低本身并不令人惊讶,因为 Agonaute 蛋白在真核细胞中就是通过 RNA 来介导基因敲低。 北京大学分子医学研究所教授熊敬维则说,他们尝试过4个斑马鱼基因的突变实验,有一个基因有表型,但没有发现突变,就放弃了。另外,他们还构建了 FokⅠ-NgAgo 融合蛋白来研究 NgAgo/gDNA 是否在 293T 细胞中有介导靶基因突变的功能,他们研究了3个靶基因,没有发现突变,这个实验也不支持 NgAgo 有基因编辑功能。 此外,谷峰表示,在他们实验室 NgAgo 的实验里既没有观察到基因编辑,也没有观察到基因敲低,所以对此不予发表评论。 3. 那么到底什么是基因敲低和基因敲除?与基因(组)编辑有什么区别? 简单说来,我们的生命活动基本由蛋白质作为机器来完成(RNA 的功能也正在越来越多地被发掘),根据中心法则“DNA-RNA-蛋白质”最简化的套路,如果想抑制某个蛋白的功能,可以从 DNA、RNA、蛋白质三个层面进行调控。在 DNA或者基因组水平的调控是最彻底的,基因组编辑(genome editing)即对基因组上的目的基因进行删除、突变、或插入,历史上沿用至今的常用工具包括ZFN(锌指蛋白酶)、TALEN 和 CRISPR。在RNA层面的编辑最常用的是RNA干扰,通过抑制RNA的转录或者促进 RNA 的降解从而降低 RNA 水平,影响其翻译成蛋白质以及相关性状的发生,被称为“敲低”(knockdown)。 中心法则图示。(图片来源:网络) (责任编辑:本港台直播) |