植物TALENs基因编辑技术原理

类转录激活因子效应物核酸酶（Transcription activator-like effector nucleases，TALENs）是一种多功能的基因组编辑工具，已在植物基因功能研究和育种中得到了广泛的应用。与锌指核酸酶（zinc finger nucleases，ZFNs）相比，该技术具有脱靶率低和细胞毒性低的优点，TALENs采用简单的蛋白质- DNA识别机制。

TALENs由DNA结合域和具限制性内切酶活性的FokI组成（图1）。DNA结合域通常由1.5-33.5个串联重复序列组成。每个重复序列包含34个氨基酸，其中第12和第13个氨基酸为可变的，称为“重复可变双残基”（repeat variable diresidues，RVDs），它们可特异性地识别一个核苷酸。简而言之，RVDs的解码机制是NI （Asn Ile）、HD （His Asp）、NN （Asn Asn）和NG （Asn Gly）可分别识别A、C、G、T（图1）。由FokI组成的DNA切割域通常以二聚体的形式行使功能，且可切割序列从而造成DNA双链断裂。断裂的DNA双链一般通过非同源末端连接或同源重组修复两种方式进行修复，修复过程中会在断裂位点产生不同形式的突变：如点突变、缺失、插入、倒置、复制和易位等。

图 1. 类转录激活因子效应物核酸酶的结构（Wei et al., 2013）。

实验流程：

参考文献：

• Wei C.; et al. (2013). TALEN or Cas9 – Rapid, efficient and specific choices for genome modifications. Journal of Genetics and Genomics 40 (6): 281-289.