基因组编辑与功能基因组学

类转录激活因子效应物核酸酶(TALEN)

/ TAL-en /

TALEN是第二代可编程DNA剪刀,它修正了锌指核酸酶最恼人的缺陷:靶向如今变得易于设计。它们的DNA读取部件借自一种叫TAL效应物的蛋白质,由黄单胞菌制造并注入植物,以开启植物基因。这类蛋白质的非凡之处在于它们读取DNA的方式何其简单。

一个TAL效应物由一串几乎相同的重复单元构成,每个重复恰好读取一个DNA碱基。某个重复读取哪个碱基,仅由它内部的两个氨基酸决定——这是一套简单的、近乎字母表式的密码:一对氨基酸表示「识别A」,另一对表示「识别C」,以此类推。要靶向任何序列,你只需把匹配的重复按顺序排好,就像逐字母拼出一个单词。TALEN把这个设计好的重复阵列拼接到锌指核酸酶所用的同一个FokI切割结构域上,同样成对工作、夹在目标两侧,使两个FokI半边相遇、造出一个双链断裂。

由于「一个重复读一个碱基」的密码如此清晰,TALEN比锌指核酸酶构建起来可靠且可预测得多,几乎能瞄准任何序列。它们今天仍因高度特异性、以及能靶向CRISPR难以处理之处而受重视。它们的缺点是体积庞大:每个TALEN都是一长串重复,组装和送入细胞都很笨拙。当CRISPR问世——只需订购一段短RNA即可重新编程,而非重新构建一整个蛋白质——它在日常应用中大体盖过了TALEN,尽管TALEN在许多场合仍是有力之选。

要靶向序列 5'-TGACCT-3',你就组装一个TALEN,让它的重复依次读出 T、G、A、C、C、T——每个字母一个重复,就像把这个单词拼出来。

一个重复对应一个碱基,使靶向简单得像拼写。

TALEN非常特异,但它仍是为每个目标重新构建的蛋白质。CRISPR并非以更精确取胜——它取胜于可通过一段廉价、能快速合成的向导RNA来重新编程,而无需重新改造蛋白质。

又称
TAL effector nucleasetranscription activator-like effector nucleaseTALEN类转录激活因子核酸酶