韩春雨论文被撤 新的基因编辑技术还会出现吗?

2017年8月2日,《自然-生物技术》发布声明称,撤回韩春雨团队于2016年5月2日发表在该期刊的论文,该论文撤回是韩春雨团队主动申请的,这一轰动一时,争议长久的事件终于可以平息了,但是科学家们探寻新的基因编辑技术的脚步不会停息。

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基因编辑技术不断创新

今天,基因编辑技术看起来“无所不能”,其实它也是一步步不断发展完善起来的。

上世纪九十年代,一种名为锌指核酸酶(ZFN)技术诞生,锌指核酸酶包括锌指蛋白和核酸内切酶两个组成部分,前者负责识别基因组DNA中特异序列,后者则负责将DNA切断,利用细胞自身DNA损伤修复功能,实现对目的基因的修饰。

由于ZFN技术能像Word软件编辑文字一样对目的基因进行修改,较之前的同源重组技术大幅提高了基因敲除的效率,从而被称为第一代基因编辑技术,其在随后十多年里独领风骚。

不过ZFN技术并不能对基因组中任何位点进行修改,脱靶效应较高,也就是存在较多的非特异编辑,而且构建成本高且费时费力,到2009年,科学家们又开发出另一种与其类似的基因编辑技术体系,即类转录激活样效应因子核酸酶(TALEN)技术,是第二代基因编辑技术,该技术只是将识别DNA序列的元件改为TALE 蛋白,虽然TALEN构建起来却比ZFN容易得多,不过也同样存在较高的脱靶效应。

2012年,美国加州大学伯克利分校的科学家开发出一种全新的基因编辑技术,即2015年被美国《科学》杂志评为十大年度科学突破之首的CRISPR/Cas9技术,也是第三代基因编辑技术,也是最主要的基因编辑技术。

由于通过RNA来寻找目标序列,构建成本大幅减低,而且可以精确到单个碱基,脱靶效应也大大改善,CRISPR/Cas9技术迅速被运用到生命科学研究的各个领域,在短短两三年时间内,几乎所有常见的微生物、植物和动物,甚至是人类细胞和胚胎,都被用这项技术加以遗传改造,展现出各种令人惊喜的前景。

从各方面来看,CRISPR/Cas9技术似乎趋于完美,但是不断创新是科学家们的天性。

韩春雨NgAgo-gDNA技术被寄予厚望

一些科学家积极寻找新的基因编辑工具,以期突破现有技术的专利限制。

2016年5月,来自河北科技大学的韩春雨博士就曾带给中国乃至全世界短暂的惊喜,其研究团队在国际顶级学术杂志《自然-生物技术》上发表了一篇论文,声称在一种嗜盐碱环境的细菌中发现了一种核酸内切酶,能在没有先导的情况下,识别基因组特异序列,并引发基因编辑,并认为是一种全新的基因编辑工具——NgAgo-gDNA技术。

该论文一发表,就被媒体称为“诺奖级”成果,加上韩春雨来自不知名大学,没有高级职称,也没有留学经历的背景,一时间引起极大轰动。

据澎湃新闻等媒体报道,韩春雨本人也因此获得众多荣誉和利益,包括河北省科协副主席等荣誉,更为重要的是,河北省政府为了表达支持科技创新的诚意,火速资助2000万元用于实验室建设。

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不过两个月后,关于NgAgo-gDNA技术无法重复的质疑声率先由著名科技打假人士方舟子发出,之后北京大学饶毅教授等先前力挺韩春雨的知名科学家也督促河北科技大学调查此事。

11月16日,国内外21个课题组以在《蛋白质与细胞》杂志上联合发表论文,各实验室均表示无法重复韩春雨论文的结果。

11月28日,由来自韩国首尔大学、德国弗莱堡大学和美国梅奥研究生院的10位学者在《自然生物技术》上联合发表质疑文章,同样表示未能检测出NgAgo-gDNA的基因编辑效果。

之后《自然生物技术》杂志发表声明,正与韩春雨团队积极沟通,将在2017年1月底公布最终调查结果。2017年8月2日,《自然-生物技术》发布声明称,撤回韩春雨团队于2016年5月2日发表在该期刊的论文。

虽然该论文系主动撤回,但是该事件也折射出中国科研体制一些弊端,一是科研成果评价唯论文论英雄,发一篇高影响因子的论文,似乎什么都有了,二是有些部门支持科技创新更愿意锦上添花,而非雪中送炭,三是缺乏公开公正的学术争议调查机制,韩春雨事件半年有余,国内竟然没有组织起有效调查,更没有可信的调查结果。

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新的基因编辑技术仍将出现

虽然NgAgo-gDNA技术挑战CRISPR/Cas9等现有基因编辑技术的希望越来越渺茫,但是寻找新的基因编辑技术仍然是科学家们努力的一个重要方向。

2016年9月15日,来自中国南京大学的研究人员在国际知名期刊《基因组生物学》上报道了一个基于结构引导的核酸内切酶的基因编辑新技术,其最大的特点就是可以实现体内外DNA任意序列的靶向和切割,不过这一研究成果在学术界并没有引起像NgAgo-gDNA技术那样的应用热潮,其实际应用效果还有待进一步观察。

当然,要找到全新的基因编辑工具绝非易事,所以很多科学家致力于对现有技术进行改进,力图使其更便宜、更高效、操作更简便。

2015年底,CRISPR/Cas9技术先驱之一的华裔科学家张峰博士在《细胞》杂志上宣布其找到了一个新的内切酶,可以替代Cas9,因为与Cas9相比,该内切酶只需要一个RNA分子,分子量小更易于进入细胞,基因编辑效果更好,与Cas9剪切位置不同能提供更多的选项。

2016年5月和12月,张峰团队又在《细胞》和《自然生物技术》上连续发表两篇文章,分别介绍这个新内切酶的晶体结构,以及同时编辑多个基因的威力。

另一个开发出CRISPR/Cas9技术的功勋科学家埃马纽埃尔·卡彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier)博士团队4月也在《自然》杂志上发表论文,揭示了该内切酶除对DNA起作用外,还能对CRISPR RNA进行修饰,这正是该基因编辑新系统能轻松实现多基因编辑的重要原因。

随着更多人加入基因编辑技术淘金热之中,现有基因编辑技术的专利限制将日益凸显,探寻新的基因编辑工具和改进现有基因编辑技术都势在必行,在不久的将来,必将出现更多更有效的基因编辑技术。

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