NgAgo又有新功能，2文章连发，华中农业大学张安定等揭示NgAgo增加同源重组

2016年5月3日，韩春雨团队在Nature Biotechnology 在线发表题为“DNA-guided genome editing using the Natronobacterium gregoryi Argonaute”的研究论文，该研究发现Natronobacterium gregoryi Argonaute（NgAgo）是一种DNA引导的核酸内切酶，适用于人类细胞的基因组编辑，这一下子使NgAgo火遍全球，广大研究人员去验证其效果，很不幸，没有相关的团队能确定NgAgo有基因编辑的功能。随后引发广泛质疑，2017年8月3日，韩春雨撤回该论文。2018年8月31日，河北科技大学取消了韩春雨所获得的荣誉称号，终止了韩春雨团队承担的科研项目并收回了科研经费，收回了韩春雨团队所获校科研绩效奖励。

不过，其他团队有另外的发现，南通大学刘东团队在Cell Research发表题为“NgAgo-based fabp11a gene knockdown causes eye developmental defects in zebrafish”的研究论文，该研究发现gDNA / NgAgo可以与靶基因结合以阻断其转录，同时该研究也没有发现NgAgo具有基因编辑的能力。

在2020年12月23日，Kevin Solomon团队在bioRxiv 平台在线发表了题为“NgAgo DNA endonuclease activity enhances homologous recombination in E. coli”的研究论文，该研究发现NgAgo在非嗜盐宿主中表达较差，即使重新折叠后，大多数蛋白质仍不溶且无活性。但是，可溶部分确实起着DNA核酸内切酶的作用。结构同源性建模显示，NgAgo与其他具有催化活性的pAgo共享规范结构域，但还包含以前无法识别的单链DNA结合结构域（repA）。repA和PIWI结构域都参与NgAgo的DNA裂解活性。该研究还显示，NgAgo在体外和大肠杆菌中裂解特定的DNA。该研究还发现，这些核酸内切酶活性对于在大肠杆菌中增强的NgAgo指导的同源重组是必不可少的。

另外，在2019年1月30日，华中农业大学张安定，金梅林，韩丽及同济大学项耀祖共同通讯在Nucleic Acids Research在线发表题为“The prokaryotic Argonaute proteins enhance homology sequence-directed recombination in bacteria”的研究论文，该研究发现Nagonobacterium gregoryi Argonaute（NgAgo）以80-100％的效率增强巴斯德氏菌和大肠杆菌中的基因插入或缺失， 有趣的是，在其他pAgos蛋白中也观察到这种效应，包括Thermus thermophilus Argonaute（TtAgo），Aquifex aeolicus Argonaute（AaAgo）和Pyrococcus furiosus Argonaute（PfAgo）。NgAgo作为一种独立于其潜在酶活性的有效阳性选择系统，主要通过其与重组酶A（recA）相互作用的PIWI样结构域来增强recA介导的DNA链交换。 该研究揭示了一种用于增强细菌中同源序列指导基因编辑的新系统。

最初在真核生物中发现Argonaute蛋白（Agos）作为RNA干扰系统中的关键蛋白。真核Agos和原核Agos（pAgos）主要有2个部分组成，其中一个叶由氨基末端（N）和PIWI-Argonaute-Zwille（PAZ）结构域组成，而另一个由中间组成（ MID）和PIWI构成。MID和PAZ结构域通常形成结合口袋，其分别促进寡核苷酸指导的5'和3'末端的锚定。在靶标结合上，催化活性Agos的PIWI结构域（含有DEDX基序，其中X表示D，H或N（31））介导体外同源DNA靶标或RNA靶标的切割。这些表明原核生物Argonaute蛋白作为一种新型基因编辑工具的潜力。

2016年5月3日，韩春雨团队在Nature Biotechnology 在线发表题为“DNA-guided genome editing using the Natronobacterium gregoryi Argonaute”的研究论文，该研究发现Natronobacterium gregoryi Argonaute（NgAgo）是一种DNA引导的核酸内切酶，适用于人类细胞的基因组编辑，这一下子使NgAgo火遍全球，广大研究人员去验证其效果，很不幸，没有相关的团队能确定NgAgo有基因编辑的功能。

随后引发广泛质疑，2017年8月3日，韩春雨撤回该论文。2018年8月31日，河北科技大学取消了韩春雨所获得的荣誉称号，终止了韩春雨团队承担的科研项目并收回了科研经费，收回了韩春雨团队所获校科研绩效奖励。

NgAgo辅助基因编辑独立于其潜在的酶活性及gDNA

然而，没有研究报告NgAgo在细菌基因编辑中的潜在作用。在这里，研究人员用NgAgo和其他pAgos蛋白展示了一些细菌同基因突变体的成功遗传操作，证明了它在细菌基因编辑中的潜在作用，作为一种独立于其潜在酶活性的有效阳性选择系统。

NgAgo与recA相互作用并增强细菌中recA介导的DNA链交换

该研究发现Nagonobacterium gregoryi Argonaute（NgAgo）以80-100％的效率增强巴斯德氏菌和大肠杆菌中的基因插入或缺失。有趣的是，在其他pAgos蛋白中也观察到这种效应，包括Thermus thermophilus Argonaute（TtAgo），Aquifex aeolicus Argonaute（AaAgo）和Pyrococcus furiosus Argonaute（PfAgo）。

NgAgo的PIWI样结构域是促进细菌基因编辑所必需的

NgAgo作为一种独立于其潜在酶活性的有效阳性选择系统，主要通过其与重组酶A（recA）相互作用的PIWI样结构域来增强recA介导的DNA链交换。该研究揭示了一种用于增强细菌中同源序列指导基因编辑的新系统。

另外，在2020年12月23日，Kevin Solomon团队在bioRxiv 平台在线发表了题为“NgAgo DNA endonuclease activity enhances homologous recombination in E. coli”的研究论文，该研究发现NgAgo在非嗜盐宿主中表达较差，即使重新折叠后，大多数蛋白质仍不溶且无活性。但是，可溶部分确实起着DNA核酸内切酶的作用。

结构同源性建模显示，NgAgo与其他具有催化活性的pAgo共享规范结构域，但还包含以前无法识别的单链DNA结合结构域（repA）。repA和PIWI结构域都参与NgAgo的DNA裂解活性。该研究还显示，NgAgo在体外和大肠杆菌中裂解特定的DNA。该研究还发现，这些核酸内切酶活性对于在大肠杆菌中增强的NgAgo指导的同源重组是必不可少的。

参考信息：

https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkz040/5304309

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/597237v2