NgAgo的优势
最大的优势在于只有5'磷酸化的DNA(5'-p-ssDNA,哺乳动物体内稀少)才可以介导NgAgo的剪切,且二者的接触时间也会影响剪切效果。如果先转入NgAgo,24 h后再转入5'-p-ssDNA,NgAgo-ssDNA结合明显减少(图7)。
图7 NgAgo和5'-p-ssDNA接触时间影响剪切效果
但NgAgo和5'-p-ssDNA结合具有高度特异性,只有从共转了NgAgo和相应5'-p-ssDNA的才可以对靶标进行剪切,且二者一旦结合,NgAgo便不会兼顾其他DNA,并且只特异性针对目的位点进行切割,从而减少了“脱靶”效应,优于CRISPR-Cas9(图8)。这是文章的立论依据和关键所在,如果这点不成立,那后边的研究都是没用的。
图8 NgAgo和5'-p-ssDNA特异性结合,减少“脱靶”效应
该系统最厉害之处在于,NgAgo的容错率很低,错配一个碱基就会减少NgAgo73%-100%的效率,三个碱基错配时,NgAgo作用基本消失,有效避免了“脱靶”(图9)。而CRISPR-Cas9最高可容忍5个碱基错配,大大降低了修饰效率。
图9 NgAgo容错率很低,三个碱基错配时,NgAgo作用基本消失
对于切割事件的启动,韩春雨在报告里称NgAgo仅受GC丰度限制,而CRISPR-Cas9受PAM区和富含GC序列的限制。
NgAgo在人293T、MCF7、K562和Hela细胞里也取得不错的基因编辑结果(图10)。
图10 NgAgo在人293T、MCF7、K562和Hela细胞中的效果
此外,在插入目的DNA片段方面,NgAgo不仅可以准确插入目的基因(图11b),而且可进行NHEJ(非同源性末端连接)(图11c),且效率不错(图11d)。
图11
NgAgo技术亟待解决的问题
NgAgo目前仅处于研究阶段,尽管科学家们已将Agos应用到了不同物种,如线虫、斑马鱼、拟南芥、酵母等各种模式生物中,但对于NgAgo,正如韩春雨所述,仍有几项需要优先验证的问题:系统正交性、多位点编辑能力、NgAgo蛋白模块化程度(即工程化改造的潜力)以及ssDNA的通用性和缺点。而ssDNA很有可能是NgAgo-gDNA面临的技术瓶颈,因为人类细胞中5'-p-ssDNA并不丰富。