王祖喜 20144616009 TALEN技术汇报.pdf

基因靶向修饰新技术 ——TALEN技术简介 姓名：王 祖 喜 学号：20144616009 内容目录 一、基因靶向修饰技术 简介、技术发展、主要事件 和新技术优势 二、TALEN 技术 简介、结构特点、切割与修复、 应用和展望 三、主要参考文献 四、结束语 一、基因靶向修饰技术 1、简介 基因靶向修饰技术，又称为“基因敲除”技术。 基因靶向修饰技术是自80年代末以来发展起来的一种新 型分子生物学技术，是通过一定的途径使机体特定的基因失 活或缺失的技术。该技术主要是应用DNA 同源重组的原理， 用设计的同源片段替代靶基因片段，从而达到基因敲除的目 的。 2、技术发展 利用基因自然性同源重组进行基因敲除 ；  1994年，条件性基因敲除法； 传统的基因靶向修饰技术  1996年，诱导性基因敲除法；  1997年，基因捕获法；  1998年，RNAi引起的基因敲除； 基因编辑技术： （ 2005）ZFN技术、（2011）TALEN技 术、归巢核酸内切酶技术、（2013年）CRISPR-CasRGNs技 术）； 基因靶向修饰新技术  （2014年）超越CRISPR的基因组编辑新技术； 3、主要事件 20世纪80年代末90年代初，靶向基因修饰技术问世； 2006年，RNAi干扰技术获得诺贝尔奖； 2007年，基因敲除小鼠获得诺贝尔奖； TALEN技术被《Science》选为2012年年度十大科学突 破的新技术； 4、新技术的优势 基因靶向修饰新技术主要指基因编辑技术 （ZFN技术、 TALEN技术、归巢核酸内切酶技术、CRISPR-Cas核酸酶 (CRISPR-CasRGNs)技术）和超越CRISPR 的基因组编辑新技 术 优势：对物种没有选择性，效率高、经济、操作方便等。 二、TALEN 技术 1、简介 2009 年，研究者在植物病原体黄单胞菌(Xanthomonas) 中发现一种 转录激活子样效应因子，它的蛋白核酸结合域的氨基酸序列与其靶位 点的核酸序列有较恒定的对应关系； 2011年8月来自Sangamo BioSciences公司和哈佛大学的两个研究小 组分别利用TALENs技术成功敲除了人类细胞靶向基因； 它可设计性更强，不受上下游序列影响，具备比ZFN 更广阔的应 用潜力。随后，TALE特异识别 DNA 序列的特性被用来取代 ZFN技术 中的锌指蛋白，为第二代基因编辑技术。 2、TALEN结构特点 TALENs主要由两部分组成： DNA识别区（TALE蛋白）：TALE蛋白是由植物病原体黄单胞 菌属分泌的一种蛋白,能特异性的识别并结合 DNA 序列； 剪切结构域（Fokl）：Fokl则可通过二聚化产生核酸内切酶活性， 在该序列附近造成 DNA 的双链断裂(Double-stand break, DSB)。 2.1、TALEN技术的结构—TALE蛋白  TALE蛋白是由12-30个特异性识别DNA 的串联“蛋白模块 和两侧 的N-末端及C-末端序列组成；  每个“蛋白模块 包含33-35个氨基酸，第12和13位残基是靶向识 别的关键位点，被称作重复可变的双连氨基酸残基位点 （Repeat Variant Di-residue, RVD ） 。  不同蛋白模块上RVDs对应识别一个不同碱基。 2.2 、TALEN技术的结构—Fokl核酸内切酶  Fokl酶只有形成二聚体时才具有酶切活性，所以每次必须设计 一对TALENs，在实际操作中需在目标基因中选择两处相邻（间隔 13-22个碱基，一般选择15/17个碱基）的靶序列分别进行TALE识 别模块构建。 3、TALEN切割与修复 4、TALEN技术的应用