TAL效应蛋白研究进展.doc

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1、TAL效应蛋白研究进展摘要介绍了TAL效应蛋白相关的研究进展，包括TAL效应蛋识别DNA,其在基因工程上的应用，TALENs中DNA结合域的设计和组装，并对未来发展趋势进行分析和展望，以期为TALENs技术的发展与应用提供参考。关键词TAL效应蛋白；TALENs；靶向DNA；基因工程中图分类号Q78文献标识码A文章编号1007-5739(2014)05-0274-02ResearchAdvancesonTALEffect.ProteinHEHua-lan(CollegeofLifeSciences,FujianNormalUniversity,FuzhouFujian35010

2、8)AbstractTherelatedresearchadvancesonTALeffectproteinwereintroduced,ineludingTALeffectproteinidentificalionofDNAandapplicationingeneticengineering,designandassemblyofDNAbindingdomaininTALENs.Thefuturedevelopingtrendwasanalyzedandprospected,soastoprovidereferencesfordevelopmentandapplication

3、ofTALENstechnology.KeywordsTALeffectprotein；TALENs；targetingDNA；geneticengineering细胞通过合适的DNA结合蛋口来控制表达、复制和传输遗传物质。在活细胞中以靶向方式改变核昔酸序列和基因表达是有难度的，实现所需的特异性曲临挑战。植物病原细菌的类转录激活因子效应物包含一个模块化DNA结合结构域，似乎克服了这一困难。在DNA中包括串联式、多态氨基酸重复的个别特定连续的核昔酸，这些领域正在向冃标DNA展开中，应用范围从模式生物中了解基因功能到在作物中改善性状以及人类治疗遗传性疾病。从生物学已经在寻找控制细胞

4、屮的遗传信息，通过DNA靶向工程屮的DNA结合域与新的序列特异性融合它们到蛋白质中从而改变DNA及具表达。锌指结构域主要识别三核昔酸，已经被广泛使用。锌指结构的排列组合到识别不同长度的上游目标基因已经被融合至转录激活或抑制蛋白质，目的是创建人工基因调控子［1］并且序列特异性的锌指核酸酚(ZFNs)也已经创建，通过定向染色体分离，能够定向突变和基因组的编辑［2］。虽然在DNA靶向与锌指结构中已经取得了相当大的进步［3］,但其广泛应用已经被资源密集型和新兴市场获得新的DNA序列特异性阻碍。转录激活元件(TAL)效应蛋白以一种明显的模块方式识别DNA,也就是更多的是接受DNA定位:串

5、联，多聚氨基酸重复在这些蛋白质中独立的特异性，在D7A定位中连续的核甘酸。然而发现仅在植物病原细菌屮，特别是黄单胞菌属，TAL效应蛋白成员是转录领域，活性转录激活因子。通过细菌型III分泌系统注射进植物细胞，导入到植物细胞核中并且定位特异性效应物基因启动子［4-5］oTAL效应蛋口结合激活下游基因的表达，导致细菌克隆、症状形成及病原体传播。通过开拓TAL效应蛋白-DNA,识别DNA靶向控制体内遗传物质。1TAL效应蛋白识别DNATAL效应蛋白重复的氨基酸集中位于蛋白质的靶向结构域，通常由34个氨基酸组成。大多数TAL效应蛋白有13-28个重复[6]。这34个氨基酸中除了第12〜

6、13位的氨基酸变化较大之外，其他氨基酸高度保守。这2个不保守的氨基酸被命名为重复可变区（repeatvariablediresidue,RVD）O不同的TAL效应子都具有相同的NLS及AD,只是其重复可变区的重复数冃和重复类型不同，并决定其与寄主识别的特异性。每个重复序列中12〜13位的氨基酸和被识别的核昔酸种类有特殊的一一对应关系。不同的RVDs都有选择地与不同的核廿酸链接。一般地，TAL效应子每个重复单元的第12〜13位双链氨基酸识别DNA碱基的规律为：NG识别T,HD识别C,NI识别A,NK或NN识别G[7]。因此，重复数（包括最终，截断重复）和一串RVDs包含决定长度和

7、组成这些冃标序列的核甘酸被识别。然而尚未报道TAL效应蛋白结合的DNA结构，但据推测RVDs特异性地与核昔酸（或者碱基对）接触让目标被识别。RVD核营酸组织不是唯一的，并且大多数TAL效应蛋白/DNA碱基对在自然界中存在不匹配；然而最常见的组织持续由TAL效应结合位点编码其中TAL效应蛋白结合位点可被预测，目标位点的合成到结合特定TAL效应蛋白[8],和定制的TAL效应重复阵列组装到可选择的目标DNA序列。此外，被RVDs指定的核昔酸序列一致出现在戸标DNA的1个T之前，这是TAL效应蛋白活