韓春雨論文被撤,新的基因編輯技術(shù)還會出現(xiàn)嗎? 作者:湯波 來源:中國科學(xué)報(bào) 2017年8月2日,《自然-生物技術(shù)》發(fā)布聲明稱,撤回韓春雨團(tuán)隊(duì)于2016年5 月2日發(fā)表在該期刊的論文,該論文撤回是韓春雨團(tuán)隊(duì)主動申請的,這一轟動一 時(shí),爭議長久的事件終于可以平息了,但是科學(xué)家們探尋新的基因編輯技術(shù)的腳 步不會停息。 基因編輯技術(shù)不斷創(chuàng)新 今天,基因編輯技術(shù)看起來“無所不能”,其實(shí)它也是一步步不斷發(fā)展完善 起來的。 上世紀(jì)九十年代,一種名為鋅指核酸酶(ZFN)技術(shù)誕生,鋅指核酸酶包括 鋅指蛋白和核酸內(nèi)切酶兩個(gè)組成部分,前者負(fù)責(zé)識別基因組DNA中特異序列,后 者則負(fù)責(zé)將DNA切斷,利用細(xì)胞自身DNA損傷修復(fù)功能,實(shí)現(xiàn)對目的基因的修飾。 由于ZFN技術(shù)能像Word軟件編輯文字一樣對目的基因進(jìn)行修改,較之前的同 源重組技術(shù)大幅提高了基因敲除的效率,從而被稱為第一代基因編輯技術(shù),其在 隨后十多年里獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。 不過ZFN技術(shù)并不能對基因組中任何位點(diǎn)進(jìn)行修改,脫靶效應(yīng)較高,也就是 存在較多的非特異編輯,而且構(gòu)建成本高且費(fèi)時(shí)費(fèi)力,到2009年,科學(xué)家們又開 發(fā)出另一種與其類似的基因編輯技術(shù)體系,即類轉(zhuǎn)錄激活樣效應(yīng)因子核酸酶 (TALEN)技術(shù),是第二代基因編輯技術(shù),該技術(shù)只是將識別DNA序列的元件改為 TALE 蛋白,雖然TALEN構(gòu)建起來卻比ZFN容易得多,不過也同樣存在較高的脫靶 效應(yīng)。 2012年,美國加州大學(xué)伯克利分校的科學(xué)家開發(fā)出一種全新的基因編輯技術(shù), 即2015年被美國《科學(xué)》雜志評為十大年度科學(xué)突破之首的CRISPR/Cas9技術(shù), 也是第三代基因編輯技術(shù),也是最主要的基因編輯技術(shù)。 由于通過RNA來尋找目標(biāo)序列,構(gòu)建成本大幅減低,而且可以精確到單個(gè)堿 基,脫靶效應(yīng)也大大改善,CRISPR/Cas9技術(shù)迅速被運(yùn)用到生命科學(xué)研究的各個(gè) 領(lǐng)域,在短短兩三年時(shí)間內(nèi),幾乎所有常見的微生物、植物和動物,甚至是人類 細(xì)胞和胚胎,都被用這項(xiàng)技術(shù)加以遺傳改造,展現(xiàn)出各種令人驚喜的前景。 從各方面來看,CRISPR/Cas9技術(shù)似乎趨于完美,但是不斷創(chuàng)新是科學(xué)家們 的天性。 韓春雨NgAgo-gDNA技術(shù)被寄予厚望 一些科學(xué)家積極尋找新的基因編輯工具,以期突破現(xiàn)有技術(shù)的專利限制。 2016年5月,來自河北科技大學(xué)的韓春雨博士就曾帶給中國乃至全世界短暫 的驚喜,其研究團(tuán)隊(duì)在國際頂級學(xué)術(shù)雜志《自然-生物技術(shù)》上發(fā)表了一篇論文, 聲稱在一種嗜鹽堿環(huán)境的細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)了一種核酸內(nèi)切酶,能在沒有先導(dǎo)的情況下, 識別基因組特異序列,并引發(fā)基因編輯,并認(rèn)為是一種全新的基因編輯工具—— NgAgo-gDNA技術(shù)。 該論文一發(fā)表,就被媒體稱為“諾獎級”成果,加上韓春雨來自不知名大學(xué), 沒有高級職稱,也沒有留學(xué)經(jīng)歷的背景,一時(shí)間引起極大轟動。 據(jù)澎湃新聞等媒體報(bào)道,韓春雨本人也因此獲得眾多榮譽(yù)和利益,包括河北 省科協(xié)副主席等榮譽(yù),更為重要的是,河北省政府為了表達(dá)支持科技創(chuàng)新的誠意, 火速資助2000萬元用于實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。 不過兩個(gè)月后,關(guān)于NgAgo-gDNA技術(shù)無法重復(fù)的質(zhì)疑聲率先由著名科技打假 人士方舟子發(fā)出,之后北京大學(xué)饒毅教授等先前力挺韓春雨的知名科學(xué)家也督促 河北科技大學(xué)調(diào)查此事。 11月16日,國內(nèi)外21個(gè)課題組以在《蛋白質(zhì)與細(xì)胞》雜志上聯(lián)合發(fā)表論文, 各實(shí)驗(yàn)室均表示無法重復(fù)韓春雨論文的結(jié)果。 11月28日,由來自韓國首爾大學(xué)、德國弗萊堡大學(xué)和美國梅奧研究生院的10 位學(xué)者在《自然生物技術(shù)》上聯(lián)合發(fā)表質(zhì)疑文章,同樣表示未能檢測出 NgAgo-gDNA的基因編輯效果。 之后《自然生物技術(shù)》雜志發(fā)表聲明,正與韓春雨團(tuán)隊(duì)積極溝通,將在2017 年1月底公布最終調(diào)查結(jié)果。2017年8月2日,《自然-生物技術(shù)》發(fā)布聲明稱,撤 回韓春雨團(tuán)隊(duì)于2016年5月2日發(fā)表在該期刊的論文。 雖然該論文系主動撤回,但是該事件也折射出中國科研體制一些弊端,一是 科研成果評價(jià)唯論文論英雄,發(fā)一篇高影響因子的論文,似乎什么都有了,二是 有些部門支持科技創(chuàng)新更愿意錦上添花,而非雪中送炭,三是缺乏公開公正的學(xué) 術(shù)爭議調(diào)查機(jī)制,韓春雨事件半年有余,國內(nèi)竟然沒有組織起有效調(diào)查,更沒有 可信的調(diào)查結(jié)果。 新的基因編輯技術(shù)仍將出現(xiàn) 雖然NgAgo-gDNA技術(shù)挑戰(zhàn)CRISPR/Cas9等現(xiàn)有基因編輯技術(shù)的希望越來越渺 茫,但是尋找新的基因編輯技術(shù)仍然是科學(xué)家們努力的一個(gè)重要方向。 2016年9月15日,來自中國南京大學(xué)的研究人員在國際知名期刊《基因組生 物學(xué)》上報(bào)道了一個(gè)基于結(jié)構(gòu)引導(dǎo)的核酸內(nèi)切酶的基因編輯新技術(shù),其最大的特 點(diǎn)就是可以實(shí)現(xiàn)體內(nèi)外DNA任意序列的靶向和切割,不過這一研究成果在學(xué)術(shù)界 并沒有引起像NgAgo-gDNA技術(shù)那樣的應(yīng)用熱潮,其實(shí)際應(yīng)用效果還有待進(jìn)一步觀 察。 當(dāng)然,要找到全新的基因編輯工具絕非易事,所以很多科學(xué)家致力于對現(xiàn)有 技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),力圖使其更便宜、更高效、操作更簡便。 2015年底,CRISPR/Cas9技術(shù)先驅(qū)之一的華裔科學(xué)家張峰博士在《細(xì)胞》雜 志上宣布其找到了一個(gè)新的內(nèi)切酶,可以替代Cas9,因?yàn)榕cCas9相比,該內(nèi)切酶 只需要一個(gè)RNA分子,分子量小更易于進(jìn)入細(xì)胞,基因編輯效果更好,與Cas9剪 切位置不同能提供更多的選項(xiàng)。 2016年5月和12月,張峰團(tuán)隊(duì)又在《細(xì)胞》和《自然生物技術(shù)》上連續(xù)發(fā)表 兩篇文章,分別介紹這個(gè)新內(nèi)切酶的晶體結(jié)構(gòu),以及同時(shí)編輯多個(gè)基因的威力。 另一個(gè)開發(fā)出CRISPR/Cas9技術(shù)的功勛科學(xué)家埃馬紐埃爾·卡彭蒂耶 (Emmanuelle Charpentier)博士團(tuán)隊(duì)4月也在《自然》雜志上發(fā)表論文,揭示 了該內(nèi)切酶除對DNA起作用外,還能對CRISPR RNA進(jìn)行修飾,這正是該基因編輯 新系統(tǒng)能輕松實(shí)現(xiàn)多基因編輯的重要原因。 隨著更多人加入基因編輯技術(shù)淘金熱之中,現(xiàn)有基因編輯技術(shù)的專利限制將 日益凸顯,探尋新的基因編輯工具和改進(jìn)現(xiàn)有基因編輯技術(shù)都勢在必行,在不久 的將來,必將出現(xiàn)更多更有效的基因編輯技術(shù)。 (XYS20170802) |
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