發(fā)現(xiàn)并鑒定來自人類胃腸道細菌的兩種Ago蛋白！

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來源：BioWorld

2019-08-02

來自人類胃腸道細菌的兩種Ago蛋白（CpAgo、IbAgo）可在37℃下在DNA引導下實現(xiàn)對DNA單鏈和雙鏈的切割。而CpAgo和IbAgo，也是韓春雨發(fā)現(xiàn)的NgAgo的近親。

2019年7月30日，中科院動物研究所王皓毅團隊和中科院北京生命科學研究院趙方慶團隊合作，在 Cell Discovery 雜志發(fā)表了題為：Argonaute proteins from human gastrointestinal bacteria catalyze DNA-guided cleavage of single- and double-stranded DNA at 37?°C 的研究論文。

該論文發(fā)現(xiàn)了來自人類胃腸道細菌的兩種Ago蛋白（CpAgo、IbAgo）可在37℃下在DNA引導下實現(xiàn)對DNA單鏈和雙鏈的切割。而CpAgo和IbAgo，也是韓春雨發(fā)現(xiàn)的NgAgo的近親。

前情回顧

2016年5月2日，韓春雨（河北科技大學）作為通訊作者在 Nature Biotechnology 雜志發(fā)表論文，韓春雨使用來自格氏嗜鹽堿桿菌（Natronobacterium gregoryi）的Argonaute，簡稱NgAgo，稱NgAgo可在DNA引導下，實現(xiàn)對人類細胞的DNA基因編輯。這一成果很快引發(fā)巨大轟動，韓春雨老師此前籍籍無名，幾乎一夜之間成為學術(shù)界網(wǎng)紅，被贊譽為“在三流學校取得世界一流原創(chuàng)成果，打破國際基因編輯技術(shù)壟斷”。

但這一成果隨后招致廣泛質(zhì)疑，2017年8月3日，韓春雨撤回該論文。2018年8月31日，河北科技大學取消了韓春雨所獲得的榮譽稱號，終止了韓春雨團隊承擔的科研項目并收回了科研經(jīng)費，收回了韓春雨團隊所獲?？蒲锌冃И剟?。

2019年4月4日，預印本網(wǎng)站BioRxiv上線了一篇來自美國普渡大學研究人員的文章，表明NgAgo通過核酸內(nèi)切酶活性介導增強大腸桿菌的同源重組。

2019年6月，韓春雨在預印本網(wǎng)站BioRxiv上傳了一篇題為Background free tracking of single RNA in living cells using catalytically inactive CasE 的文章。開發(fā)了一種新型的活細胞RNA追蹤成像工具——VN-dCasE-VC，文章中稱這一新型成像工具效果和可用性更強。

本論文的解讀

真核生物的Argonaute蛋白（eAgo）是RNA干擾（RNAi）途徑中的關(guān)鍵參與者，其作用是作為RNA引導的RNA內(nèi)切核酸酶。原核生物的Argonaute蛋白（pAgo）則功能多樣，其中一些可以在同源小DNA的引導下靶向DNA。

然而，大多數(shù)pAgo，例如TtAgo、PfAgo、MjAgo等等，它們來自嗜熱菌，在65°C以上的溫度下發(fā)揮功能，這一特性使得它們不太可能被用作正常生物的基因組編輯工具。

由于大多數(shù)原核Ago蛋白（pAgo）來自嗜熱菌，它們在高溫下有活性，它們不能在常溫狀態(tài)下工作，而人類等哺乳動物細胞顯然不能在高溫下生存。因此來自嗜熱菌的Ago蛋白也就不能編輯包括人類在內(nèi)的哺乳動物的基因。

為了找到了常溫下可以工作的原核Ago蛋白，研究人員把目光放到了人類腸道菌群。人類的腸道中寄生了十萬億以上的細菌，它們生活在人體的37℃下，其中很多我們并不清楚，它們是一座基因?qū)殠臁?/p>

研究人員發(fā)現(xiàn)了來自 Clostridium perfringens 的 CbAgo 和來自 Intestinibacter bartlettii 的 IbAgo，系統(tǒng)發(fā)育分析顯示CpAgo和IbAgo密切相關(guān)。詳細的序列比對顯示CpAgo和IbAgo在PIWI結(jié)構(gòu)域中具有保守的催化四分體，表明它們可以具有催化活性。

接下來，研究人員測試了CpAgo和IbAgo的切割能力，試驗結(jié)果表明，CpAgo和IbAgo 均可在gDNA的引導下，實現(xiàn)對單鏈DNA和質(zhì)粒雙鏈DNA的靶向切割。

而且還發(fā)現(xiàn)CpAgo和IbAgo都可以在很寬的溫度范圍內(nèi)工作（IbAgo為4-70°C，CpAgo為4-60°C），而它們在37°C時表現(xiàn)。此外還發(fā)現(xiàn)CpAgo可在gDNA引導下實現(xiàn)對RNA靶向切割。

這篇論文2019年5月27日投稿，2019年6月5日接收，從投稿到接收只用了一周多一點時間，速度非?？?。

總的來說，該研究發(fā)現(xiàn)并鑒定了兩種新的pAgo蛋白，它們來自人體胃腸道中的細菌，它們以DNA指導依賴性，序列特異性方式在37°C的常溫切割單鏈和雙鏈DNA分子。這一發(fā)現(xiàn)為開發(fā)用于精確編輯DNA序列的新工具提供了令人興奮的可能性。

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