NgAgo用于基因编辑？南通大学刘梅等团队发现NgAgo可用于调控基因表达

研究发现，在斑马鱼中NgAgo (Natronobacterium gregoryi Argonaute)可以在不产生可检测到的DNA双链断裂的情况下减少mRNA，这表明它有可能成为基因敲除的工具。然而，人们对它如何与核酸分子相互作用以干扰基因表达知之甚少。

2023年4月24日，南通大学刘梅等团队在BMC Biology在线发表了题为“Efficient manipulation of gene expression using Natronobacterium gregoryi Argonaute in zebrafish”的研究论文，该研究首先证实NgAgo和gDNA共注射下调了靶基因，产生了基因特异性表型，并验证了影响基因下调的一些因素(包括5 '磷酸化、GC比、靶位置)。其中，正义和反义DNA同样有效，表明NgAgo可能与DNA结合。

该研究结果发现NgAgo-VP64与gDNAs能靶向上调靶基因的启动子，进一步证明NgAgo与基因组DNA相互作用并控制基因转录。最后，该研究解释了NgAgo/gDNA靶基因的下调是通过干扰基因转录过程实现的，这与吗啉寡聚核苷酸不同。该研究认为NgAgo可能靶向基因组DNA，而靶向位置和gDNA GC比影响其调控效率。

基因操作通过工程核酸酶技术已经成功地实践了，这些酶包括锌指核酸酶(ZFN)，TALEN和CRISPR/Cas9。Argonaute蛋白是一个内切酶家族，它结合和切割靶5 ' -磷酸化短单链DNA。与Cas9类似，Argonautes在抑制基因表达和防御外源核酸方面发挥着关键作用。

在随后的研究中，Gao等人报道了使用NgAgo (Natronobacterium gregoryi Argonaute)切割质粒和内源性哺乳动物基因。此后，NgAgo的DNA酶活性没有被其他基因复制，但NgAgo通过微量注射进入斑马鱼胚胎后，被证明可以通过5 '磷酸化的引导DNA (5 ' -p-gDNA)下调fabp11a和ta的表达；此外，研究人员还注意到gDNA长度在20 ~ 24之间是首选的，并且下调效果与它的催化活性无关。

NgAgo-gDNA抑制转录和NgAgo-VP64激活转录的工作模型（图源自BMC Biology）

Ye等人通过体外实验证明gDNA不需要5 '磷酸化才能有效，NgAgo仍然具有RNA内切酶活性；最近的一项研究确定了卵裂的位置。然而，NgAgo是否与真核细胞中的基因组DNA相互作用仍然是一个谜。该研究旨在解决NgAgo和DNA之间的相互作用。

总体而言，该研究表明NgAgo可用于基因表达的操纵，并为影响此类应用效率的因素提供了见解。在将其广泛用于斑马鱼中下调基因之前，效率仍有待提高，因为斑马鱼中大多数基因是单倍充分的。未来还需要进一步研究NgAgo在真核细胞中潜在的DNA缺口活性，以及任何可能的修饰来提高其转录激活/抑制效果。

原文链接：

https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-023-01599-x