基因組編輯與功能基因組學
類轉錄激活因子效應物核酸酶(TALEN)
/ TAL-en /
TALEN是第二代可程式化DNA剪刀,它修正了鋅指核酸酶最惱人的缺陷:標靶如今變得易於設計。它們的DNA讀取部件借自一種叫TAL效應物的蛋白質,由黃單胞菌製造並注入植物,以開啟植物基因。這類蛋白質的非凡之處在於它們讀取DNA的方式何其簡單。
一個TAL效應物由一串幾乎相同的重複單元構成,每個重複恰好讀取一個DNA鹼基。某個重複讀取哪個鹼基,僅由它內部的兩個胺基酸決定——這是一套簡單的、近乎字母表式的密碼:一對胺基酸表示「辨識A」,另一對表示「辨識C」,以此類推。要標靶任何序列,你只需把匹配的重複按順序排好,就像逐字母拼出一個單詞。TALEN把這個設計好的重複陣列拼接到鋅指核酸酶所用的同一個FokI切割結構域上,同樣成對工作、夾在目標兩側,使兩個FokI半邊相遇、造出一個雙鏈斷裂。
由於「一個重複讀一個鹼基」的密碼如此清晰,TALEN比鋅指核酸酶構建起來可靠且可預測得多,幾乎能瞄準任何序列。它們今天仍因高度特異性、以及能標靶CRISPR難以處理之處而受重視。它們的缺點是體積龐大:每個TALEN都是一長串重複,組裝和送入細胞都很笨拙。當CRISPR問世——只需訂購一段短RNA即可重新程式化,而非重新構建一整個蛋白質——它在日常應用中大體蓋過了TALEN,儘管TALEN在許多場合仍是有力之選。
要標靶序列 5'-TGACCT-3',你就組裝一個TALEN,讓它的重複依次讀出 T、G、A、C、C、T——每個字母一個重複,就像把這個單詞拼出來。
一個重複對應一個鹼基,使標靶簡單得像拼寫。
TALEN非常特異,但它仍是為每個目標重新構建的蛋白質。CRISPR並非以更精確取勝——它取勝於可通過一段廉價、能快速合成的嚮導RNA來重新程式化,而無需重新改造蛋白質。
又稱
另見