【6.4】TALEN

锌指(Zinc ngers)曾经是将酶和其他有用蛋白质结构域靶向特定 DNA 序列的首选技术,但基于 TAL 效应器和 CRISPR 的技术最近获得了更大的重视。

2009 年,由马丁路德大学 Halle-Wittenberg 的 Jens Boch 和爱荷华州立大学的 Adam Bogdanove 领导的小组发表了从植物细菌病原体黄单胞菌中分离出来的 TAL 效应子的核苷酸识别代码。 中央 TAL 靶向结构域由 33-35 个氨基酸重复组成。 这些重复仅在两个氨基酸上彼此不同,即它们的重复可变双残基 (RVD,repeat-variable di-residue)。 最终,正是这个 RVD 决定了 TAL 效应子 (TALe) 将识别哪个单核苷酸:(图 1B)HD 靶向胞嘧啶,NI 靶向腺嘌呤,NG 靶向胸腺嘧啶,NN 靶向鸟嘌呤(尽管 NN 也可以结合腺嘌呤,但特异性较低 )。

由于锌指社区已经为研究此类技术奠定了模板(请参阅对 Adam Bogdanove 的采访),TALe 研究的进展非常迅速。 激励措施很高。 由于 ZF 靶点被限制为由具有相应锌指的三联体组成的序列,因此平均基因组中的潜在可靶向位点为每 500 bp。 TAL 效应子有一些限制(例如,目标必须以 T 开头),但它们仍然有大约每 35bp 的潜在可靶向位点。

也许 TAL 效应器阵列最吸引人的特点之一是它们的制造容易。 直觉上,人们会认为将相对较小的、含有重复序列的 DNA 区域组装成单个构建体在技术上具有挑战性。 由于 Bogdanove 小组和明尼苏达大学的 Daniel Voytas 小组的努力,阵列(arrays)可以在几天内组装完成。 在 2011 年春季发表的一篇开放获取的核酸研究文章中,研究小组描述了一组定制的质粒,这些质粒可与最近开发的金门克隆方法一起使用,以将“多个 DNA 片段以有序的方式在一个单一的 反应。” 使用这些可从 Addgene 以试剂盒形式提供的质粒,只需几步即可组装包含 12-31 个重复序列的定制阵列并将其插入到各种骨架中(图 2)。 Bogdanove 小组还托管基于网络的软件,以帮助科学家找到潜在的 TAL 效应器目标。

Voytas/Bogdanove TALEN 套件于 2011 年夏天上线,是 Addgene 历史上最畅销的套件之一。 马萨诸塞州总医院 Keith Joung 博士的实验室也通过 Addgene 发布了一个 TALEN 试剂盒。 该试剂盒于 2011 年 8 月首次在 Nature Biotechnology 中描述,使用串行连接协议来组装阵列。 Joung 博士是 Zinc Finger Consortium 与 Voytas 博士的联合创始人,在 DNA 靶向领域拥有丰富的经验。 第三个套件,TALe 工具箱,来自博德研究所张峰博士的小组,也可在 Addgene 获得。 张博士的实验室于 2011 年初在 Nature Biotechnology 发表了一篇关于 TAL 效应器的论文,他们在 2012 年的 Nature Protocols 杂志中描述了他们用于组装 TAL 效应器阵列的试剂盒。 Zhang 实验室还拥有一个有用的 TAL 效应器网站,该网站提供了多种 TAL 效应器资源。

无论您是在秀丽隐杆线虫实验室工作并一直在努力使特定基因发生突变,还是正在焦急地研究人类罕见疾病的基因治疗方案,TAL 效应子都可能成为您质粒工具箱中的关键工具。 Addgene 已迅速成为这项新技术的重要资源,我们希望继续与磨练这些工具的实验室和研究这些工具的研究人员建立强有力的科学合作伙伴关系。 正在学习使用它们。 在此处了解有关 Addgene TAL 效应器和 TALEN 试剂盒的更多信息。

参考资料

个人公众号,比较懒,很少更新,可以在上面提问题,如果回复不及时,可发邮件给我: tiehan@sina.cn

Sam avatar
About Sam
专注生物信息 专注转化医学