2016 年 5 月 2 日,河北科技大學(xué)韓春雨作為通訊作者(高峰為第一作者)在國際著(zhù)名學(xué)術(shù)期刊 Nature Biotechnology 上發(fā)表了題為:DNA-guided genome editing using the Natronobacterium gregoryi Argonaute 的研究論文,使用來(lái)自嗜鹽古菌的Argonaute 蛋白(NgAgo)進(jìn)行 DNA 引導的基因組編輯。
該研究稱(chēng),NgAgo 對真核生物(包括人)具有基因編輯能力。該研究成果很快在世界范圍內爆火,韓春雨幾乎一夜之間火遍學(xué)術(shù)界,被贊譽(yù)為"在三流學(xué)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"。
但世界各地的實(shí)驗室均為能重復該研究成果,引發(fā)廣泛質(zhì)疑。2017 年 8 月 3 日,韓春雨撤回了該論文。河北科技大學(xué)的調查結論稱(chēng),未發(fā)現韓春雨團隊有主觀(guān)造假情況。
此后,韓春雨沉寂多年,直到 2022 年 1 月,韓春雨作為通訊作者,高峰作為第一作者,在 Nucleic Acids Research 期刊發(fā)表了一篇題為:A Cas6-based RNA tracking platform functioning in a fluorescence-activation mode 的最新研究論文。
該研究開(kāi)發(fā)了一種新的基于 Cas6 的 RNA 熒光追蹤平臺--Cas6FC,其具有更高的靈敏度和特異性,可在活細胞中幾乎沒(méi)有背景噪聲的檢測目標 RNA。
近日,韓春雨、高峰在預印本平臺 bioRxiv 發(fā)表了題為:Introducing An Argonaute-facilitated Isothermal Amplification Technology 的論文。該論文的署名單位為杭州微編生物科技有限公司。
該論文介紹了一種等溫 Ago-PCR 技術(shù),該技術(shù)實(shí)現了 65°C 恒溫條件下的核酸模板擴增,其核心創(chuàng )新在于以 Argonaute 介導的靶向結合替代傳統引物退火步驟。這使得等溫 Ago-PCR 不僅擺脫了對復雜引物設計與精密溫控設備的依賴(lài),更實(shí)現了擴增效率與保真度的雙重提升。該平臺可在 30 分鐘內檢測低至 3 拷貝/反應的靶標,靈敏度與定量 PCR(qPCR)相媲美且擴增動(dòng)力學(xué)更優(yōu),同時(shí)兼容常規溫控裝置,這些特性使其具備替代 qPCR 的廣泛應用潛力。
研究團隊從嗜熱菌屬中篩選出一種 Argonaute 蛋白--CalAgo。這種蛋白如同"分子剪刀",能精準切割特定 DNA 序列。通過(guò)對其關(guān)鍵結構域進(jìn)行改造(D552A/D622A雙突變),獲得喪失切割能力但保留結合能力的 dmCalAgo。這種改造版蛋白在 65℃ 時(shí)仍保持穩定,成為技術(shù)的基石。
技術(shù)突破關(guān)鍵在于三種酶的協(xié)同作用:
1、解旋酶(Tte UvrD):在 65℃ 時(shí)解開(kāi) DNA 雙鏈;
2、改造蛋白(dmCalAgo):攜帶向導 DNA 精準錨定目標序列;
3、聚合酶(Bst):以暴露的 DNA 為模板進(jìn)行復制。
這種設計用蛋白介導的靶向結合替代了傳統 PCR 的溫度循環(huán),首次實(shí)現全程 65℃ 恒溫擴增。與傳統 qPCR 對比,這一新技術(shù)展現出顯著(zhù)優(yōu)勢:
靈敏度:檢出限低至 3 拷貝/反應;
速度快:30 分鐘內完成檢測(比qPCR快1倍);
普適性:可擴增環(huán)狀、線(xiàn)狀、質(zhì)粒等各類(lèi) DNA 模板;
穩定性:在55-75℃寬溫度范圍內保持活性。
實(shí)驗結果證明,僅需普通恒溫裝置(例如水浴鍋、保溫杯)即可完成高精度檢測,徹底擺脫對昂貴 PCR 儀的依賴(lài)。這使野外檢測、基層醫療、家庭自測等場(chǎng)景實(shí)現實(shí)驗室級精度成為可能。
韓春雨團隊已對該技術(shù)申請專(zhuān)利(專(zhuān)利號:CN116479095A),有望重塑病原體檢測、基因分型、現場(chǎng)快檢等領(lǐng)域。
論文鏈接:
https://academic.oup.com/nar/article/50/8/e46/6513573
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.04.21.649904v1
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