生命科学学院魏文胜实验室实现对TALE效应蛋白的完全解码

2014-02-19

TALE (Transcription activator-like effector)是由多种黄单胞菌属(Xanthomonas)细菌产生的用于激活宿主基因表达的第三类分泌蛋白。自从2009年Science同时发表了两篇破译TALE蛋白特异识别DNA碱基序列密码的论文之后,TALE 的人工改造成为研究热点,被迅速用于真核基因的定点修饰中;特别是TALE核酸酶(TALENs)的发明,使得真核基因的高效定点敲除在多种高等生物中得以实现。

然而,TALE识别DNA的常用密码来自于25个天然存在的编码序列,其强度和特异性还存在不足。虽然理论上存在400种可能的编码情况,但由于人工组装TALE蛋白序列有较高的技术难度,人们对其他潜在密码识别DNA碱基的偏好性仍然一无所知。魏文胜实验室利用自主研发的高效TALE蛋白组装技术(ULtiMATE system)以及全新文库构建方法成功建立了涵盖所有编码可能性的TALE蛋白评估系统,并由此获得了全部TALE重复单元识别DNA碱基的信息。研究结果不仅验证了已经发表的密码特性,还增添了DNA序列识别的新成员以及简并密码,特别是发现了能够更加特异地高效识别鸟嘌呤的新型双氨基酸密码。本研究对TALE重复单元识别DNA碱基的规律认识以及对碱基识别的多样性拓展,对基因定点修饰技术在生物工程以及精确制导的基因治疗方面具有重要意义。

这项工作已于2月11日在线发表于《细胞研究》(Complete decoding of TAL effectors for DNA recognition),其共同第一作者为北大生命科学学院魏文胜实验室的博士研究生杨君娇和张媛。该项目得到了国家重点基础研究发展计划、国家自然科学基金和北大清华生命科学联合中心的支持。

显示TALE RVDs (Repeat-Variable Diresidues) 识别DNA碱基偏好性的热图

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