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NgAgo又搞事情了。
11月11日,Nature旗下生命科学期刊 Cell Reseach 在线刊登了中国南通大学神经再生重点实验室副教授刘东团队关于NgAgo研究的最新成果——他们发现NgAgo系统确实有效!在这篇题为 NgAgo-based fabp11a gene knockdown causes eye developmental defects in zebrafish 的Letter to the editor中,研究者观察到,NgAgo确实可以改变斑马鱼的表型,但这并非是通过基因编辑实现的。事实上,团队通过实验得出结论,NgAgo系统可以在不改变目标基因序列的情况下,对基因表达实现knockdown(即下调其目标mRNA表达水平),且这可能与NgAgo的基因剪切活性没有关系。
文章作者同时强调,他们没有在斑马鱼中观察到NgAgo系统的基因编辑功能。
所以,曾经的“基因编辑工具”
真正作用是knockdown?!
我们这里先简单介绍一下以上的几个结论是怎么做出来的。
首先,NgAgo可以改变斑马鱼的表型,但与基因编辑无关
研究者选择了斑马鱼中一个名叫 fabp11a 的基因作为NgAgo的“调控”对象。这个基因可以编码一种脂肪酸结合蛋白,可以调节葡萄糖及脂质的稳态,还有炎症反应。除了试试NgAgo,研究者还想看看 fabp11a 在斑马鱼胚胎发育过程的作用,于是,他们将编码NgAgo的mRNA和设计好的5’-磷酸化单链DNA一起注射到了单细胞时期的斑马鱼胚胎中。
为了确保注射的NgAgo mRNA能够进入细胞核表达NgAgo蛋白,研究者专门在mRNA的两端增加了细胞核的定位序列(NLS);而5’-磷酸化单链DNA专门靶向 fabp11a 的第二和第三个外显子——如果NgAgo能编辑基因,这两段基因序列将会被改变。
实验结果是:NgAgo的存在,使30%的斑马鱼胚胎在发育后出现了眼部畸形,但这不是基因编辑的结果!
测序发现,fabp11a 的基因没有发生任何变化,反倒是 fabp11a mRNA的相对表达量下降了约50%。
fabp11a 没有被编辑,但被knockdown了。
其次,NgAgo的knockdown作用在斑马鱼中存在普遍性。
NgAgo对 fabp11a mRNA表达的下调是一个意外吗?为了验证这一点,研究人员又对斑马鱼中的其他四个基因进行的测试,结果发现,在靶向 ta、kdrl、lama1 和 flt1 这4个基因时,NgAgo都能实现knockdown作用,并且改变基因所对应的表型。
NgAgo的knockdown作用是具有普遍性的。
最后,作者没有在NgAgo中重复出基因编辑功能
河北科技大学教授韩春雨此前在《自然-生物技术》上发表的文章显示,NgAgo系统可以在37°C的条件下对人细胞进行基因编辑,编辑效率为11.2%-41.3%。研究者在确保半数以上的实验斑马鱼胚胎能正常发育的条件下,将实验温度设定为37°C。然而结果显示,NgAgo系统在这一条件下仍没有表现出任何基因编辑活性——尽管knockdown效应仍然存在。
有趣的是,当研究者将NgAgo中两个天冬氨酸位点进行突变——有研究预测,这两个位点与NgAgo的基因剪切催化活性有关,并没有对实验中出现的knockdown效应产生影响。 这说明,研究者观察到的knockdown效应可能与NgAgo的基因剪切活性没有关系。
最后,研究者以这样一句话结束了本篇文章:
……we hypothesize that gDNA/NgAgo may bind to a target gene to block its transcription. Overall, we suggest that the gDNA/NgAgo system provides an alternative strategy for gene knockdown in zebrafish.
我们提出一种假设,即gDNA/NgAgo的作用可能是结合目标基因,从而阻碍基因的转录。总的说来,我们认为gDNA/NgAgo为斑马鱼中的基因knockdown提供了一种替代方案。
为斑马鱼中的基因knockdown提供了一种替代方案。
为基因knockdown提供了一种替代方案。
本文来源:不详 作者:佚名