NgAgo 深入解读—生物原理篇

NgAgo 深入解读—生物原理篇

小伙伴们，大家好，韩春雨老师的NgAgo蛋白的发现，可谓一鸣惊人，瞬间火爆了大江南北，在我们感慨韩老师的惊人毅力与卓越的持之以恒精神的时候，不妨来重读14年给予韩老师伟大灵感的文献。

14年3月来自西班牙的科学家们，在细菌中发现一种可以以DNA作为指引，切割DNA的Ago蛋白。RNAi干扰在真核生物中被广泛的发现，参与基因调节的各个功能，RNAi主要是依赖于使用单链RNA分子与靶向的RNA互补配对，在Ago蛋白的参与下，进行干扰。然而，在原核生物中也发现多种类型的Ago蛋白，尽管通过生物信息分析可以发现Ago蛋白可能参与到宿主的防御过程中，但是对于Ago蛋白的具体机制，仍然不是很清楚。来自西班牙的科学家们，研究了来自Thermus thermophilus中的Ago蛋白，发现TtAgo可以捕获外源DNA，进一步切割质粒。首先科学家们，比较了多个不同的HB27菌株。科学家们发现对于可以有效转化的菌株，HB27EC中含有ago蛋白的突变，当HB27缺失Ago蛋白人为导入ago蛋白的时候，可以发现，细菌的转化能力（质粒）大大降低。那么是否Ago蛋白是由于调节其他菌株中的蛋白，进而影响质粒的生存，还是直接干扰质粒？科学家们，对菌株进行了转录组的分析，发现当敲除Ago蛋白后，对于涉及到质粒的获取，质粒的防御等诸多蛋白，并未发现明显的改变。在Ago家族蛋白的启示下，科学家们，猜想Ago蛋白可能与相应的核酸相互作用，因此，科学家们，共纯化了Ttago蛋白相应的RNA，这些RNA分布的长度变化很大，但是当发现Ago蛋白对应的DNA的时候，科学家们有了惊人的发现。科学家们发现，Ago蛋白结合的DNA是从11-25bp分布的ssDNA。当科学家们，把这些ssDNA进行map的时候，他们发现

这些ssDNA可以map到多种区域，甚至包括Ecoli中的区域，比如lacI。

同时，科学家们，对获得的ssDNA进行比对，发现在5’端有明显的富集，其中第一个碱基为C，第二个为A，不过，科学家们也发现，如果将第一个碱基换成其他，对于Ago蛋白的活性没有太多的干扰。

进一步科学家们，探究是否TtAgo可以用于探究体内质粒来源的ssDNA用于切割双链DNA，科学家们发现，TtAgo能够线性化或者nick 质粒，产生线性或者开的环状DNA。而对于切割位点突变的TtAgoDM蛋白，则无法实现相应的功能。同时，TtAgo蛋白是强烈的依赖于温度，ssDNA对于的切割温度是>20度，而质粒DNA的切割温度需要 >=65度

科学家们也发现如果同时表达两条guide ssDNA，可以高效的线性化质粒。那么为什么TtAgo可以切割质粒？1. 首先负超螺旋可以帮助DNA复合体的形成，尤其是在很高的温度下。当AT富集区域进行结合的时候，可以发现可以帮助更好的进行切割。2. 小编点评14年的文章，为韩老师的工作，奠定了相应的基础，根据媒体报道，可以发现，当这篇文章发表后，包括北京大学魏文胜课题组在内的多个课题组，也试图将TtAGo进行实验，然而都发现无法很好的切割，但是韩老师，通过寻找正常温度下的菌株内的Ago蛋白，克服了温度这一限制。启示我们，很多时候，科研并不需要很多很复杂的设计，只是需要我们跨越思维里面的墙。