韓春雨團隊發現的 NgAgo 基因編輯技術有可能在將來取代 CRISPR 被廣泛運用嗎?

韓春雨:「一鳴驚人」的中國科學家發明世界一流新技術 | 特稿 - 知識分子 - 知乎專欄


謝邀。

這項成果本身很有價值,而且好事多磨,經過切磋琢磨做得質量很高,這種做研究的態度值得在當下這個氛圍中大書特書。當然是不是像有些人說的目前就已經「劃時代的技術打臉CRISPR」,打破「美國技術壟斷」(雖然Addgene上隨便買其實也沒有進張峰的腰包),我想雖然有很多充滿情懷的言論,但是單純從學術角度而言,NgAgo是否可以媲美CRISPR,我想言之尚早。從目前已經掌握的資料看,NgAgo技術至少在可預見的應用領域是無法取代甚至媲美CRISPR的。

目前來看這個研究成果是否有更大前景還要觀望。我想大部分關注CRISPR的朋友應該都還對2014年那篇DNA-guided DNA interference by a prokaryotic Argonaute有一些印象,其實那時很多人的態度也是再觀望一下,我記得當初實驗室里做CRISPR的review報告的時候還提了一下說現在發現DNA也可以介導定點內切了。現在經過兩年觀望,我們觀望出了這樣一項成果,可以說很欣喜的是它在往好的方向發展,希望能夠保持這種勢頭。

一項DNA編輯技術是否有優勢涉及到方方面面。從目前的情況來看,NgAgo的優勢很明顯,主要體現在
1)反應效率不低(不說高,但不低)
2)特異性較好(但有人引用說因為gDNA比Cas9的gRNA 長5nt,所以精確度提高1024倍,這個「理論上」的4^5不得不說是噱頭,因為脫靶率(精度)不是這個意思,這樣外行的計算是不該的)
3)不依賴PAM
4)NgAgo本身分子量不大

另外還有一些文章中作為優勢,但也可能是劣勢的性質(比如使用ssDNA介導,提高特異性同時會帶來很多問題)不論如何優勢是明顯的,但是僅僅這些方面並不夠,還需要研究更多問題,比如特異性好是有限實驗基礎上的理論結論,實際應用脫靶率如何要看具體情況。

目前來看有幾項事關這項技術未來的、優先待驗證的問題是:
1)系統正交性
2)多位點編輯能力
3)NgAgo蛋白的模塊化程度(工程化改造的潛力)
4)ssDNA的通用性和缺點

不要小看上述問題,條條都是卡脖子的,一條不給力就會被CRISPR比下去。

很多人知道CRISPR很火,也知道CRISPR是很好的基因組編輯工具,容易以為基因編輯工具本身是很牛的,實際上CRISPR之所以火,還有很大一部分原因在於高正交性、高通用性、高工程化潛力帶來的廣泛應用,諸如轉錄後調控、人工TF等等。核酸定點內切是一個基礎性質,帶來了上述性質的可能性,需要經過驗證才能就是否可以作為CRISPR的替代技術有一個結論。

比如在不同物種細胞系統中的正交性如何?目前知道Ago在真核到原核細胞中廣泛存在同源基因,這個在文章中是作為某種優勢來講的,但實際上可能是一個劣勢。因為正交性問題,在人類細胞中好用未必在其它物種平台中好用。大家可能注意到了,文章開篇第二個實驗就是做了一個簡單的正交性測試,測試結果還不錯,文中提到

which implies that there is very limited 5 ′ phosphorylated ssDNA present in human cells, suggesting that endogenous ssDNAs will not mislead NgAgo to off-target sites

這當然不足以說明NgAgo具有高正交性,作者也用了implies的措辭,還有待進一步證實。可以從文中看出,作者最擔心的問題其實也是系統正交性,在文章最後,作者特意強調需要進一步的高通量實驗來研究這個問題,可見作者並非沒有意識到,而是受限於時間或其它科研條件。

除此之外,多位點編輯能力是CRISPR的一項重大優勢。我們現在知道NgAgo和ssDNA的結合是非常穩定的(在37℃條件下不可逆),這當然是某種提高特異性的優勢,但穩定也是雙刃劍,有可能成為劣勢。文中提到:

similar to mammalian Ago2, which cannot exchange its bound oligos with free oligos at 37 °C

這樣的性質是否會影響到NgAgo在多位點編輯中的反應效率不得而知。我看到大部分評論都沒有提到這個問題。

CRISPR還有一個亮點是Cas9的模塊化性質。可以容許進行較多的蛋白工程改造,NgAgo是否有這樣的高度模塊化的性質也將直接決定這項技術能否問鼎優秀DNA編輯技術的地位。如果對蛋白質工程設計的可擴展性不好,那麼其應用很有可能受限。

最後還有ssDNA在各種細胞平台中如何使用等問題,我們現在知道CRISPR系統常導入gRNA或通過sgRNA transcription vector來製造介導核酸,DNA顯然不能用這招,直接導入DNA本身就限制了NgAgo在一大類物種當中的應用潛力。有同學展望天然的5"p-ssDNA的加工機制未來可以利用,然而文章中提到人類細胞中5"p-ssDNA並不豐富。這有利於系統正交性,卻也暗示ssDNA的使用有可能成為這項技術的一個瓶頸。有一位答主說ssDNA的用量只要CRISPR技術中RNA用量的1/10,這顯然是英文不好造成了誤讀,文章中原文是:

if the sgRNA is expressed from a plasmid and the normal dosage of an ssDNA guide is only ~1/10 of that of a sgRNA expression plasmid

可見,特異性ssDNA在這項實驗中是可以通過使用濃度飽和來增強NgAgo的特異性的(與破壞正交性的ssDNA競爭性結合NgAgo),但是這個robustness是一柄雙刃劍。DNA分子本身的穩定性、系統的魯棒性和使用方式會影響這個系統的可控性。一旦系統可控性不好,基本上會被最重要的生物醫療領域排除在外。這個方面在另外一個姊妹問題下 @張浩千 闡述得比我高得多,值得學習。從合成生物學角度看,這有可能是得不償失的。

由此,NgAgo從應用前景來講是無法媲美CRISPR-Cas9的,再優化也很難,其中使用ssDNA本身是一個硬傷。直接造成在植物基因編輯和人類基因療法兩個領域很難應用。一項基因編輯技術,如果在未來應用價值最高的農業領域和醫療領域先天不足,前途無疑是黯淡的。最近引發關注的,Nature子刊發表的一篇Excision of HIV-1 DNA by gene editing: a proof-of-concept in vivo study展示了使用CRISPR技術清除體內HIV序列(http://www.nature.com/gt/journal/vaop/ncurrent/full/gt201641a.html),從原理來講,NgAgo目前是做不到的。在農業和基因治療領域幾乎無法使用的技術,知乎上一大波人喊申專利,打破CRISPR技術壟斷,還說是開創多少個億的大產業——也難怪引人側目了。

還有一個有趣的點,就是NgAgo存在隨機移除切點附近核酸的性質,這樣的性質能不能通過酶工程加以優化,這些都需要進一步研究。

(Figure from Feng Gao, Xiao Z Shen, Feng Jiang, Yongqiang Wu, Chunyu Han)
上述問題都是NgAgo成為一項優秀基因編輯技術道路上仍需接受的考驗。希望未來可以一路順利。

我覺得韓春雨老師有一個想法是對的,就是一旦發表,有興趣的實驗室會很快跟進去做這些工作。國際上一些合成生物學實驗室資源極優,競爭力很強,所以無論這個低溫NgAgo蛋白潛力如何,很快就會有結論。不必著急,是金子總會發光。

P.S. 很多人說這個成果沒上Science是學術壁壘,是Science瞎眼。有可能,國際學術壁壘黑幕還是很多的,但也不盡然。因為從上面的分析來看,它還有很多不確定性,除了優勢外還有很多尚不確定能達到CRISPR同等能力的方面。當初投稿Science的時候,據《知識分子》報導,可能實驗並沒有現在全。如果在2012年,那麼它無疑可以上Science,但是在全球對CRISPR都已經有深刻認識的今天,新的基因編輯技術必然面臨更高的要求。需要指出的是,之所以本文章最大的貢獻是找到了低溫Ago,而不是發明了這項技術,是因為用ssDNA介導Ago蛋白作為DNA編輯工具由來已久,7年前,University of Freiburg iGEM已經有本科生團隊做過類似的工作。

(Figure from Team:Freiburg bioware/Project - 2009.igem.org)

目前為止的一個重大意義恐怕在於它是在研究條件相當一般的實驗室中實現的,這是很值得重視的一件事。再次拷問了我國的科研經費分配體系。有的大幾百萬的項目給某個海鮮搞個全基因組圖譜搞個文庫什麼的(不是說分子育種不重要不該花錢,而是說一些創新度高的研究分不到錢)。國內還有一些合成生物學研究卻無法擺脫傳統基因工程的影子,用合成生物學的瓶子裝基因工程的酒,這是非常遺憾的。

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528更新,今天早上我的微信里是這樣的(下圖)。
韓老師在北京大學的報告中以數張PPT引用了本答案的內容,我想知乎現在的影響力要比我想像得大。很遺憾因為我人不在北京,只能通過北大有出席的朋友了解韓老師對於這些評價的看法和回應。當然希望未來有機會,可以和韓老師當面交流。


6.28更新

看了這個月的Nature Reviews Genetics,放在了in brief 欄目里,好像並沒有給予很高的評價

謝邀

我是做免疫的,所以出來唱唱反調

CRISPR技術中使用sgRNA非但不是缺點,反而是巨大的優勢

細胞對於DNA和RNA的免疫應答是不同的,胞漿中的任何DNA都是危險信號(danger signal),無論自體異體DNA,只要出現在胞漿中就會帶來一系列免疫識別和應答反應,DAMP就是干這事兒的

相對的,細胞漿中出現外來的異常RNA,細胞會當做異常信號(abnormal signal)來處理,需要經過RIG-I來識別(雖然有其他的識別受體,但基本上最後都是這條RIG-I/STING/MAVS通路),之後再做判斷是否需要對其產生應答反應

所以,CRISPR的優勢在於其臨床應用,是使用已轉錄好的sgRNA和體外表達純化的Cas9蛋白進行靶向治療。RNA和蛋白質在體內半衰期都很短,可以極大的降低治療的風險。

而一但使用了ssDNA,就要考慮DNA是否會整合基因組,是否會引起自身免疫疾病,是否會在體內長期存在等一系列的問題

這也就是目前還沒有基於體內注射DNA(病毒或質粒)調控基因表達的治療方式上臨床試驗的原因(如果有的話,歡迎打臉),但是美國FDA批准了數個基於microRNA或者小RNA的三期臨床

上兩張圖,免得你們不信

即使是現在來看,做敲除小鼠的人也非常喜歡CRISPR,因為自從使用了體外轉錄的sgRNA和cas9 mRNA對受精卵原核顯微注射來進行胚胎敲除之後,就幾乎沒有reviewer提出後期可能產生的副作用的問題了

之前的ZFN和TALE統治天下的時候,人們也是想法設法避免直接使用質粒

綜上,我不看好這個技術的發展前景,特別是CRISPR如日中天的現在


局部瓜分Cas9的壟斷地位是有潛力的,對於我國的科研也是件打雞血的事情。但是目前來看在全球範圍內取代CRISPR的可能性不高。

有科學上的原因,也有社會上的原因。

首先談談社會上的原因。科研界也是人組成的,所以就也有烏合之眾人云亦云的特點,科研界里跟風的現象簡直不亞於朋友圈。
當大家都在追尋一個熱點的時候,其他人也會不由自主的想在自己的文章里找點辦法靠的更近,從而使文章看起來更新潮於是更好發表。於是這個熱點就被反覆炒熱直到形成壟斷,最後變為常規(標準)技術。因為這項技術無比成熟,所以新的技術如果沒有顛覆能力的話是很難出頭的。畢竟在有一項成熟技術的前提下,為什麼要投入成本去開發另一個替代性技術,又不能保障做出來一定吊?
近的例子就是CRISPR Cas9。張峰的影響力和曝光度也沒把後來的CRISPR Cpf1搞成大新聞,就更不要提早早被PK掉的ZFN,TALEN,Targetron了。說實話,即使在Cas9無比成熟的今天,這些老技術還是有著不少優點,但是相比之下遠遠不夠成熟。再開發又是不少成本,根本不值當。而且誰會穿過季的衣服呢?
遠的比如所有做生物相關產業都聽過的GFP/DsRed以及一眾衍生物廣泛使用之後,後來再出的全新的熒光蛋白你聽過多少,又有多少人用嗎?

但是如果我國科技部高度重視,組織像青蒿素胰島素那樣的團隊,迅速將其開發成一個具有自主產權的技術,並快速推到應用,憑我國現在的平均科研水平,效率一定是比美國要強很多。在特定的政策下,形成中國、美國在基因編輯領域NtAgo、Cas9分治的局面也不是不可能的。而且通過價格競爭很有可能在歐美市場上分走一大塊蛋糕。
但是完全替代是不可能的。
技術上的缺陷決定了這一點。

NtAgo本身還是有不少不如Cas9的地方。
首先是@yeex提的ssDNA的安全性問題。
另外我在韓春雨團隊在《Nature Biotech》上發表的 NgAgo 基因編輯技術是什麼?有何突破? - 郭昊天的回答做了技術上的詳細對比。
我認為最主要的技術上的劣勢還是在於ssDNA(gDNA)和sgRNA相比天然不足。

5. NgAgo的gDNA和Cas9 sgRNA相比的劣勢是什麼?
兩點:不依賴特殊結構,對長度有限制

gDNA不需要什麼特殊結構,這是最大的劣勢。也是我認為從根本上NgAgo不能取代Cas9的原因。有認為不依賴特殊結構是很大的優點的那些言論都是血外行。
搞個核酸結構費不了多大事,沒有成本問題。但是沒有一個特殊結構引發的問題卻很多。

不依賴特殊結構,最嚴重的問題就是導致無法避免的背景的正交性不足:
1)遺傳背景裡面到底有多少ssDNA?人類細胞比較少,可喜可賀。但是別的物種呢?至少原核生物裡面大量的ssDNA。因為不依賴特殊結構,是個ssDNA都能上,這就限制了系統的通用性,凡是ssDNA含量較高的物種都不能用。

2)Deliver引起的問題,如果ssDNA細胞自己沒有NgAgo才能用,那ssDNA就不能由細胞自己生產,必須外源供給,降解了就沒了(NgAgo和ssDNA結合不可逆,因此降解速率可能沒那麼高,但仍然比不上sgRNA可以自給自足)。知識分子的報道裡面張翼提出了解決這個問題的幾個優化方向,仔細想想都可行性都很差:
- 找一個生產ssDNA的方法。說實話做合成生物學的知道這種方法遍地都是,大多數基於反轉錄酶的,馬上就有安全性問題。如果反轉錄用的RNA模板有特殊結構,就沒有安全性問題,但是ssDNA還必須得可丁可卯23~25-nt的長度,不能有附加的部分,這種process是很困難的。如果反轉錄不要求模板的特殊結構,那麼不但有安全性問題,而且沒辦法解決內源RNA被反轉錄成ssDNA,導致脫靶的問題。
- 找一個RNA介導的Ago。這個就是沒看文獻【5】。早在2013年就有RNA介導的Ago了,而且這款RsAgo室溫就有活性。但是仍然不能用啊。使用ssRNA最大的問題就是內源ssRNA從原核到真核全都有,很難把內源的ssRNA和我們設計的ssRNA區分開。而且很多ssRNA都來自於mRNA的正常降解,扔個Ago進去簡直到處都可以剪。
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這裡圖C顯示了RsAgo可以利用mRNA降解剩下的一些邊角料作為guide(diRNA)切割外源質粒,並再用之列切下來的片段作為guide(riDNA)反過來切那些還沒降解的mRNA,進行雙重保險的高效免疫。

如果有特殊結構,正交性問題就沒這麼頭疼了,只要分析一下內源RNAorDNA哪些有相應的特殊結構就可以估計背景。

其次沒有特殊結構導致的系統內部的正交性會很差,比如:
3)當我們做真正的editing而不是僅僅做deletion的時候,需要再導入一條ssDNA做模板介導同源重組。那麼這條ssDNA必須得足夠長,否則到時候就會有gDNA和模板DNA競爭的問題。

最後對長度的限制基本上讓NgAgo在除了基因編輯以外沒什麼拓展性可談了。Ago結合13~25nt的ssDNA,這25個鹼基全用來識別了。所以在ssDNA上我們不能設計任何其他功能了。
而Cas9技術在基礎科學的應用上卻可以玩的五花八門,全賴於其gRNA除了識別區段之外,還有很大的空間去設計其他功能,包括不限於:募集轉錄因子控制基因表達(Stanley Qi Lab),募集熒光蛋白進行定點標記(Stanley Qi Lab),加一段lncRNA用來研究非編碼RNA的調控功能 (John Rinn Lab),招募一個單鹼基置換的酶(David Liu Lab)etc.
amp;https://pic3.zhimg.com/8cbf26da19090dbbc4e5c1db2373fe7e_b.jpg&" dw="946" dh="1043" w="946" data-original="&https://pic3.zhimg.com/8cbf26da19090dbbc4e5c1db2373fe7e_r.jpg">https://pic3.zhimg.com/8cbf26da19090dbbc4e5c1db2373fe7e_r.jpg&"amp;>(CRISPR interference (CRISPRi) and CRISPR activation (CRISPRa) for transcription repression and activation. Antonia A. Dominguez, Wendell A. Lim amp;amp;amp; Lei S. QiNature Reviews Molecular Cell Biology 2016)由於所有這些募集行為都可以設計在gRNA上,所以是定點發生的。如果同時在多個靶點上使用Cas9,每個靶點發生的反應不會串流:比如一個切割,一個激活基因,一個抑制基因。

(CRISPR interference (CRISPRi) and CRISPR activation (CRISPRa) for transcription repression and activation. Antonia A. Dominguez, Wendell A. Lim Lei S. QiNature Reviews Molecular Cell Biology 2016)由於所有這些募集行為都可以設計在gRNA上,所以是定點發生的。如果同時在多個靶點上使用Cas9,每個靶點發生的反應不會串流:比如一個切割,一個激活基因,一個抑制基因。
而這種設計對於Ago是不可能的。很遺憾。


就植物學來說,目前我覺得NgAgo還比不上CRISPR,主要原因是植物細胞不像動物細胞那樣容易轉染,難以讓植物細胞通過原生質體轉化的方法獲得足夠ssDNA,而sgRNA則可以通過農桿菌轉化,比較容易得讓植物穩定表達。


請好好看看文章中 韓春雨自己回答這個問題就知道了,引物如下:
【國內關注生物行業的媒體評價說:「該成果核心為一項代替目前通用的Cas9的基因組編輯新術,這一成果打破了國際基因編輯技術的壟斷」
韓春雨對此評價不敢苟同,他認為。NgAgo-gDNA系統和Cas9都為基因編輯應用提供了更好的工具和多樣化的選擇,各有各的用處

就像你以前主食只能麵條,現在發現,將來或許 「還」 可以吃米飯。


謝邀。我不是這方面專業人士,上面也有了很多的詳細認真的回答,我就不強當磚家了,呵呵……

至於一項新技術的出現,從我個人的經驗來看,首先是謹慎驗證,然後再提是否可以取代現有的比較成熟的技術。至少在工程領域,很多idea在進入實用的過程中還有一系列的細節問題需要克服。


這幾日,我在老家辦一些私事。聽說河北科技大學的韓春雨在《Nature Biotechnology》上發表了NgAgo——一種全新的基因編輯技術,比CRISPR-Cas9更勝一籌。

這當然是個無比振奮人心的消息,通讀了一下論文,好吧,比CRISPR-Cas9精準度提高一千多倍,請收下全人類生化同行的膝蓋。

說到的CRISPR-Cas9技術,已獲得去年的生命科學突破獎(Breakthrough Prize in Life Sciences),而且是近年諾貝爾獎的大熱門。

說句不怕打臉的話,CRISPR-Cas9得諾貝爾獎是毫無疑問的,此項技術的商業化,進展得如火如荼,轉化為生產力只是時間問題。

前兩天我還寫了一篇文章,聲討我國目前愚蠢的轉基因政令禁止政策,正面例子就是USDA(美國農業部)為CRISPR-Cas9技術開審批政策之綠燈:行政不作為已阻礙我國轉基因技術的發展 - 言大官人 - 知乎專欄

我在文中說道:

這一技術範疇,屬於基因沉默。這一技術手段,則屬於CRISPR的應用之一。如今USDA給CRISPR開了綠燈,可以預見三年之內,美國的基因修飾新品作物將出現井噴。

在此之前,USDA已對ZFN和TALEN兩種技術類別的新基因改良作物不予監管。這不是盲目,也非失察,而是如我文章開頭所言:手握女媧之術的我們,已從誠惶誠恐,變得從容自信——這是技術發展的客觀規律。

不是我崇洋媚外,而是人家老美的農業部就是那麼盡職盡責,不扯皮,不怠慢,在報道中,賓州州立的楊益農給美國農業部寫信介紹自己的研究成果,詢問是否該循遵傳統的轉基因審批程序,美國農業部回信如下,設想一下,他在中國會是怎樣的待遇?呵呵

NgAgo將面臨我在上文中所做提的發問:中國政府,有沒有這份堅定的科學發展觀與技術遠見,像美國農業部一樣給NgAgo開政策綠燈,將我們擁有領先優勢的技術迅速轉化為生產力,做大做強,迭代更新,爭取早日在人類基因病精準治療領域取得突破。

在此之前的之前,寫過一篇:慢性病也不要相信中醫 - 言大官人 - 知乎專欄

科學這套方法論,可以有手段搞定慢性病嗎?一定可以,只要我們一步步走下去,將人類的基因表達方式搞清楚,就能。

以計算機輔助,通過比對正常人,與癌症患者的基因差異,又發現了74種新的致癌基因,比如BRCA1和BRCA2這兩種致乳腺癌的基因攜帶者,在80歲以前有三分之二的可能性會患癌,限於基因工具太少,我們暫時沒能力定點改造它們,但這只是個時間問題。(《Nature Genetics》)

COGS是指Collaborative Oncological Gene-environment Study,即「癌症基因與環境合作研究」,它是由歐盟委員會資助的,一項以找出乳腺癌、卵巢癌和前列腺癌這三種常見癌症的致病基因為目的的科研項目。目前已有不少成果發表出來,等的就是基因精準編輯工具了。

CRISPR-Cas9捷足先登,已斬獲USDA的政令支持,也因此受到很多商業科技公司的親睞,紛紛立項投入。

除了研究常規的轉基因作物外,還有不少以人類治療為目的的項目,前天剛看過一個。

美國生物技術公司BioViva,要搞人類的防衰老項目了——這回可是玩真的,靶點基因明確,在TERT(端粒酶基因)上下手,現在已在動物試驗中取得確信效果。

當然,這是學術前沿話題,靠不靠譜還有待進一步觀察,但這是個好趨勢,至少我們的科學家已經開始有組織,有計劃地砸養生大師們的飯碗,指著他們的鼻子說「你他媽的給我滾蛋,這事還得我們干」了。

NgAgo呢?如果政令得當,後來居上也未可知。@於愛博 邀請我回答CRISPR-Cas9和NgAgo誰更好的問題——我說了,這兩個都是極難得的優質基因編輯技術,我只在科技立場上站隊,不在科研工具上站隊。

CRISPR-Cas9是相對比較成熟的技術,當年引起重大反響,也是因其精準度上的優勢。我看到一些同行談NgAgo現階段的缺陷,我不敢苟同這些意見,我相信NgAgo目前的缺陷,以及可能的缺陷,會在全世界最高智商的科研群體——集體攻關下,迅速彌平,就像CRISPR如今獲得的寵愛一樣。

希望NgAgo在我國能有進一步的發展和技術實現,而不是像當年的華中農大的轉基因項目一樣,在所有安全指標(食用安全性/環境安全性)都達標的前提下,掐死在最後一道批准種植上。

不怕打臉地預言一下:CRISPR-Cas9會首先獲得諾獎,NgAgo將緊隨之——儘管它才剛剛起步,但它們都是人類值得驕傲的上帝技術。


謝邀。

首先,就技術上還沒有認真看過原版的論文。也還沒有其它的實驗室跟進驗證。

但就Yang Liu所說的來看,這一篇文章的發表,絕對是中國生物科研界巨大的成功。

其次,要說些不好聽的了。
技術領先與否,與技術是否能推廣是兩碼事。
題主問的是:是否能取代 CRISPR。
如果確實如論文中說的那樣,在技術上取代CRISPR是完全可以做到的。基於DNA的基因編輯技術絕對比基於RNA的編輯技術更加方便。
但是,科研院所的傳統慣性和技術水準的關注度才是決定是否能取代CRISPR。
譬如,大家現在已經就CRISPR研發了多年,相關設備,儀器買了一大堆,現在你說你的技術更領先,更好,但是我沒錢再買設備了。這是慣性。
再譬如,你的技術好,但是我都沒聽說過你的論文,沒有科研熱點。就幾家實驗室搞搞,結果通用性還不匹配。這是關注度決定的。

這兩條在科研領域,絕對會卡死一批新技術。

另外要說的,就是中國的科研環境。
比之60-70年代,現在的科研環境都還要糟糕。
第一,政府是有錢了,但是科研領域的經費問題一直被詬病,行政審批科研經費,拖沓,無效率。

第二,科研經費不包含科技工作者個人酬勞。說白了,領工資的人的所有科研發明,都是國家的。
如此一來,科技工作者自己毫無動力,科技部指揮棒往哪舞,科研人員往哪個方向走。面對自主的最新科技成果,其它的實驗室,該做什麼課題還是做什麼課題。
「干我屁事,我跟著走,又審批不了經費,又沒有成果報酬」。這是很可怕的局面,這意味著,我國的科研領域關注度只有達到國家層面才有意義。個別領域的前沿技術,如果不能引起足夠的關注,一點用都沒有。

第三,我國愚昧的普通群眾卻能制約行政效率,乃至影響科研院所。
因為發達的網路環境,外行指揮內行頭頭是道,民科遍地,而群眾輿論的壓力又能夠直接影響到科技部做審批的那幫行政官僚。他們用一個拖字決,你好端端的領先技術,就給你硬拖成落後時代的技術。張啟發的轉基因水稻就是個例子。

第四,我國的商業科研領域極其落後。
因為靠著「抄」,「山寨」,「逆向工程」等方式,我國的商業領域,幾乎完全排除了自主研發的道路。豈不知,任何高新領域的,都不可能抄出來的。全班第一的成績可能是抄出來的嗎?
沒有商業化運作轉化科技成果,最終,再領先的科學技術,也會被外國公司高投入的科研,高產出的商品利潤的良性循環鏈條打敗。

綜上,要說有可能在將來取代 CRISPR 。為時尚早。

不信,走著瞧!


謝邀,cas9我們用的比較熟練了,而且張鋒的網站特彆強大,設計gRNA很方便,13年cas9出來後跟進了很多的技術革新,張鋒的double nick系統出來後也確實補足了一點cas9飽受詬病的off target,加之現在熱門的全基因組敲除篩選系統,個人感覺,短時間內cas9還是無可取代。

再談下ago,文章看完後,ago有個致命傷,當然韓春雨覺得那是優點之一,就是ago不像cas9是切一刀,而是在gDNA target 位置中間隨機降解幾個鹼基,造成的一個問題是切口不可控,ngAgo
在人裡面是有同源蛋白的,就是之前拿諾獎的RNAi里的ago,ngAgo在人細胞里是否會干擾內源的RNAi過程還不好說。
p.s我們克隆到ngAgo後還在檢測系統是否work,現在這套系統是否work其實還沒有定論。等實驗結果出來再補充一個回答吧


補充一個回答:
NgAgo在體內是否能發揮功能現在還有很大爭議,我們重複了切基因組的實驗,測序證明系統是失敗的,我們所了解的所有實驗室,沒有成功的。現在談取代已經有點天方夜談,圈內甚至有人懷疑文章是錯的。
至少現在的情形,先是要有更多實驗室重複出他們的實驗,不然談不上取代,甚至可能是笑談了。


有可能,但現在還不知道。近期很可能會出現這個的大文章。
CRISPR四年前剛發現的時候也只是有潛力,剛出來的時候做幾個KO就把文章發上去了,韓的paper還把KI之類的做了。

目前比較明顯的問題應該是NgAgo活性不是很高,切一下要挺久。這也可能與Cas有PAM幫助定位而NgAgo沒有有關。另一方面他只選了幾個基因做,沒有論證是否適用於整個基因組。

NgAgo主要優點比如錯配容忍度低;ssDNA不會形成二級結構,並且可以直接轉染;不受PAM和高CG區域影響之類在鏈接中都有講了,此外這個是個耐高溫酶,可能也有潛在的優勢。

韓春雨搞這個的時候明顯實驗室還很小,實驗做的非常局限,這次文章發出來之後應該方便做更大的了。此外根據慣例這篇文章發的時候後面的文章大概實驗已經做了大半了。


第一次被邀。。我的答案是否定的,至少以現在的這篇paper看。優缺點其實有答主講得很完善了,不贅述,只說說這兩天和其他人討論的例子。

1)ssDNA是把雙刃劍。ssDNA雖然能避免內源性干擾,但卻無法像sgRNA一樣能持續穩定地表達。我和做果蠅的朋友討論過,他們做果蠅CRISPR敲除的時候用的Cas9和sgRNA都是穩轉體系。如果換NgAgo的話,(據我所知)ssDNA暫時是無法被表達的,所以性腺細胞的ssDNA依賴於初始劑量。性腺細胞每分裂一次,ssDNA濃度就會降到原來的1/2以下,CRISPR顯然占明顯優勢。
(這裡有兩個突破口,要麼表達磷酸化的ssDNA,要麼使效率提高到CRISPR數倍,使編輯能在一代細胞內完成)

2)NgAgo對做RNA的人來說是個好東西。比如我boss就很感興趣。比如說我做敲除然後做small RNA-seq:如果用CRISPR,必然引入sgRNA外源干擾,我們得想辦法從數據排除干擾,或者從載體入手,控制sgRNA表達。但如果用NgAgo,背景就乾淨多了,可以直接測序。


個人感覺這套系統在細胞層面這套系統有優勢,但在雜交以及拓展(CRISPRi之類)層面,CRISPR的地位還未被動搖。

PS 小道消息,NgAgo的專利好像一年前就在某大手裡了?

PPS 其實大家都懂,發paper嘛,肯定有所言有所不言,真實情況還不作者自己知道?現在CRISPR這麼火,突然蹦一個別的坑定博眼球。編輯肯定是這麼想的。

PPPS 從文章本身,我認為韓的實驗室實在跟張鋒等差太遠。如果他不能找到足夠高質量phD,建立一套從實驗到信息處理的工業化團隊體系,那麼韓,最後也只會成為NgAgo後面那個人,現在還有多少人記得最初用CRISPR做編輯的人的名字?


首先謝邀
但是為什麼要我來回的這個問題


對於韓老師ssDNA指導的基因編輯這篇文章,我僅代表自己的觀點,提出有以下一些想法或者說可以繼續深入研究的地方,如有不對,請批評指正:

1. NgAgo蛋白方面有很多可以研究的地方:蛋白結構,與ssDNA的結合方式,結合位點,為什麼是不可逆結合,以及共結晶,還有這一蛋白可以改造的方向

2. 關於起指導作用的ssDNA,為什麼5』端一定要磷酸化才可以

3. 為什麼ssDNA 與NgAgo只有在細胞內才可以有活性的結合,而在體外不可以,或者說有別的蛋白或者小分子的幫助?

4. NgAgo表達質粒轉染24h後再轉染ssDNA與同時轉染的進行比較,結合效率大大降低,除了說明NgAgo表達後短時間內就發生了NgAgo-ssDNA的結合,還應該考慮一下其原因,為什麼24h以後結合效率就會降低,是因為NgAgo結合了別的物質,還是NgAgo被降解或參與了其他生理活動?

5. ssDNA的P8-P11位為何如此重要,究竟在這一切割過程中扮演什麼角色?

6. NgAgo為什麼只可以切割超螺旋結構,是不是可以通過改造實現多種形式DNA的切割?

7. NgAgo隨機切掉靶向區域周圍的核苷酸,是否會對精確的編輯有影響?

8. NgAgo功能的進一步拓展研究。

我覺得以上方面都是值得研究的內容。而對於該系統與CRISPR-CAS9的利弊,不做評述,可能各有優勢各有缺陷,以後至於哪個發展更好應用更廣泛,需要時間來給出答案。剩下的就需要廣大的科研人員認真積極的去面對這一問題,期待早日看到這一技術的成熟。
最後,對韓老師以及這一工作中的其他人員致以深深地敬意,這是最讓我感動的一篇文章,給予我更多的是鼓勵,以及對科研的熱情。


靜等進一步的結果出來.
http://ngago.com.cn


贊同@真言術孕的觀點。
NgAgo只能在細胞水平操作,體外和體內(動物)都不好做,擠不掉CRISPR。
隨便就吹諾獎我覺得不好,應用前景明顯不如CRISPR,在特定的領域有可能有優勢吧。


我也謝謝你的邀請,第一次被邀請呢,哈哈。我現在做這個少,開始做的都是利用Red重組酶系統進行基因敲除的,目前已經大面積被crisper取代。又會有新的技術出來,時髦人人趕,但是不是所有的時髦都是要趕的。僅是個人意見。


瀉藥
首先,韓老師的工作讓我很佩服,其次,上面的都寫的非常的詳細和全面,但是我想說,要想取代CRISPR技術,不是你我就說說的算,雖然我們可以暢想前景,列出很多優勢和劣勢,但是如果沒有很多人跟進這項工作,就不可能取代。而現在是否有很多人正在做,做成怎麼樣,就得看大家的。一項技術的成功,不外乎就是方便,效率高,普遍性高。希望各位看好這項技術的,多做些基礎工作,多做些添磚加瓦的工作,讓這個大廈不斷的壘高,也最終實現基因編輯技術的本土化到國際化。


謝邀。還沒看文獻,只從中文介紹看潛力很大。但是一項新技術是否能得到廣泛應用還要看有沒有其它實驗室個的跟進,互相驗證,甚至競爭。


謝邀,需要等待其他實驗室的檢驗,但是應該有很大可能會佔據不小的應用市場。


新技術有待檢驗


謝邀!
說點實在的,趁早賣掉變現或者出國搞,不然不過又是一個張啟發。
連知乎這樣的地方反轉的腦殘們也越來越多了。
技術領先有個鳥用,不搞產業化商業化就是廢紙一張。


極有可能獲得諾貝爾獎!這項成果的核心為一項替代目前通用的Cas9的基因組編輯新技術,這一成果打破了國際基因編輯技術的壟斷,實現了中國高端生物技術原創零的突破。

這項成果是中國首個「中國創造」的尖端生物技術,打破了外國基因編輯技術的專利壟斷,研究水平可比肩國際一流大學同領域,如加州大學伯克利分校的Jennifer A. Doudn和麻省理工的ZhangFeng教授的工作。該技術可用於微生物、植物和動物的精準基因改造,以及乙肝、艾滋病或者一些遺傳性疾病的「基因治療」,在人類血液、器官的編輯和再造等方面具有重要意義,在醫藥,農業,畜牧等產業領域具有重要應用價值。


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