超越韩春雨?新一代基因编辑技术在南京大学问世

  次阅读 来源:互联网(转载协议) 2016-09-22 07:20 我要评论(0)

9月15日,基因组学一流期刊《Genome Biology》(IF:11.313)在线发表了来自南京大学的一项关于新型基因编辑技术的突破性成果。该文的通讯作者分别是南京大学医学院附属金陵医院的周国华教授、南京大学模式动物研究所赵庆顺教授和朱敏生教授。同期,《Genome Biology》配发评论文章“DNA-guided genome editing using structure-guided endonucleases”。近几年来,基因编辑的发展一路高歌猛进,特别是今年5月河北科大韩春雨在《Nature Biotechnology》报道的有关NgAgo的争议论文横空出世更是让很多国内普通老板姓都开始慢慢了解基因编辑了。今天BioArt不再讨论NgAgo的重复性问题,让我们把目光转向南京大学近日发表的这一突破性成果。BioArt有幸邀请到基因编辑技术的实践者仪宏老师和蒋威博士特别撰写了一篇评论性文章,题为《源于天然,超越天然——南京大学周国华教授DNA编辑论文读后感》。

2016年9月15日,《Genome Biology》报道了一种基于SGN的基因编辑新技术,以结构引导的内切酶(SGN,Structure-guided nuclease)实现体内外DNA任意序列的靶向和切割。论文一作为Shu Xu,论文通信作者为南京大学医学院附属金陵医院的周国华(Guohua Zhou)研究员、南京大学模式动物研究所的赵庆顺(Qingshun Zhao)教授和朱敏生(Minsheng Zhu)教授。做为基因编辑领域的从业者,读后很有感触,应BioArt主编之邀请,以半学术的方式、以随笔的形式写出,与各位分享,不严谨之处请大家各自消毒。

感触之一:构思巧妙,略有瑕疵,瑕不掩瑜。

论文中,作者巧妙地融合FEN1(Flap endonuclease-1,是一种可以特异性识别flap结构的核酸内切酶,参与DNA的复制,修复和重组过程;除此之外它还具有双链DNA特异的5‘-3’的核酸外切酶活性)和已经被成功用于ZFN和TALEN的DNA剪切结构域Fok I,结合标准化的linker(GS repeats),设计了一个chimeric protein,实现了可编程的基因编辑系统,具有以下特点:短链ssDNA导向的基因组特定位置;编辑结果是产生大片段的deletion(可以大于2.6kb);可以在斑马鱼胚胎中成功编辑内源基因。这个构思,看得出包含ZNF以及TALEN的影子,其实这三者设计思路是一致的,其创新点在于靶向元件的选择十分巧妙,切割元件直接me too。令人惊喜的是,这种原创性工作出自我们中国科学家团队,略有遗憾的是,论文中体内靶点做的偏少,也没有以CRISPR或者TALEN为对照,导致尚不能够评估其相对低的编辑效率是来自位点特异性障碍还是来自技术本身(znf703基因编辑效率1/96≈1%;cyp26b1基因编辑效率是3/29≈10%、这个位点还真不低)。另外一点,如果SGN系统编辑结果是产生大片段的deletion,那么后期的同源重组做起来要相对困难(冒昧的揣测一下:FEN-1外切酶活性是否可以dead?貌似大片段的deletion应该是5'-3'的核酸外切酶活性引起的)。

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