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韩春雨新论文:开发新型PCR技术,实现快速、高精度DNA检测,且无需精密仪器

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撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

2016 年 5 月 2 日,河北科技大学韩春雨作为通讯作者(高峰为第一作者)在国际著名学术期刊Nature Biotechnology 上发表了题为:DNA-guided genome editing using the

Natronobacterium gregoryi
Argonaute 的研究论文 , 使用来自 嗜盐古菌的 Argonaute 蛋白( NgAgo)进行 DNA 引导的基因组编辑。

该研究称,NgAgo对真核生物(包括人)具有基因编辑能力。该研究成果很快在世界范围内爆火,韩春雨几乎一夜之间火遍学术界,被赞誉为“在三流学校取得世界一流原创成果,打破国际基因编辑技术垄断”。

但世界各地的实验室均为能重复该研究成果,引发广泛质疑。2017 年 8 月 3 日,韩春雨撤回了该论文。河北科技大学的调查结论称,未发现韩春雨团队有主观造假情况。

此后,韩春雨沉寂多年,直到 2022 年 1 月,韩春雨作为通讯作者,高峰作为第一作者,在Nucleic Acids Research期刊发表了一篇题为:A Cas6-based RNA tracking platform functioning in a fluorescence-activation mode 的最新研究论文。

该研究开发了一种新的基于 Cas6 的 RNA 荧光追踪平台——Cas6FC,其具有更高的灵敏度和特异性,可在活细胞中几乎没有背景噪声的检测目标 RNA。

近日,韩春雨、高峰在预印本平台bioRxiv发表了题为 : Introducing An Argonaute-facilitated Isothermal Amplification Technology 的论文。 该论文的署名单位为杭州微编生物科技有限公司。

该论文介绍了一种等温Ago-PCR技术, 该技术实现了 65°C 恒温条件下的核酸模板扩增,其核心创新在于以 Argonaute 介导的靶向结合替代传统引物退火步骤。这使得等温 Ago-PCR 不仅摆脱了对复杂引物设计与精密温控设备的依赖,更实现了扩增效率与保真度的双重提升。该平台可在 30 分钟内检测低至 3 拷贝/反应的靶标,灵敏度与定量 PCR(qPCR)相媲美且扩增动力学更优,同时兼容常规温控装置,这些特性使其具备替代 qPCR 的广泛应用潜力。

研究团队从嗜热菌属中筛选出一种 Argonaute 蛋白——CalAgo。这种蛋白如同“分子剪刀”,能精准切割特定 DNA 序列。通过对其关键结构域进行改造(D552A/D622A双突变),获得丧失切割能力但保留结合能力的dmCalAgo。这种改造版蛋白在 65℃ 时仍保持稳定,成为技术的基石。

技术突破关键在于三种酶的协同作用:

1、解旋酶(Tte UvrD):在 65℃ 时解开 DNA 双链;

2、改造蛋白(dmCalAgo):携带向导 DNA 精准锚定目标序列;

3、聚合酶(Bst):以暴露的 DNA 为模板进行复制。

这种设计用蛋白介导的靶向结合替代了传统 PCR 的温度循环,首次实现全程 65℃ 恒温扩增。与传统 qPCR 对比,这一新技术展现出显著优势:

  • 灵敏度:检出限低至 3 拷贝/反应;

  • 速度快:30 分钟内完成检测(比qPCR快1倍);

  • 普适性:可扩增环状、线状、质粒等各类 DNA 模板;

  • 稳定性:在55-75℃宽温度范围内保持活性。

实验结果证明,仅需普通恒温装置(例如水浴锅、保温杯)即可完成高精度检测,彻底摆脱对昂贵 PCR 仪的依赖。这使野外检测、基层医疗、家庭自测等场景实现实验室级精度成为可能。

韩春雨团队已对该技术申请专利(专利号:CN116479095A),有望重塑病原体检测、基因分型、现场快检等领域。

论文链接:

https://academic.oup.com/nar/article/50/8/e46/6513573

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.04.21.649904v1

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