两粒氨基酸猜中一个碱基:波希破译 TALE 识别密码引爆 TALEN 积木革命
2009 年 12月11日 · TALEN 模块化 Golden Gate 快速组装试剂盒、带有重复可变双残基(RVD)的单体质粒库与电泳槽
你知道吗?
大自然把最繁复的生命密码,以最质朴的双字谜语,写在了两粒微不足道的氨基酸残基上。
第一代基因编辑工具ZFN虽然惊艳,但其实际工程应用却令无数实验室望而却步:每个锌指三联体与相邻锌指之间存在着极其恶心且不可预测的上下文空间位阻干扰,常常组装了十几根指头却根本切不开靶点,设计成功率极度低下。2009年德国马丁路德大学的延斯·波希团队与美国的莫斯科团队几乎同时在顶级期刊《科学》上丢下一颗重磅炸弹:他们破译了植物病原体黄单胞菌(Xanthomonas)分泌的TALE效应蛋白的核心密码!
研究人员发现,TALE蛋白由一段段高度同质化的34个氨基酸串联重复单元构成,而每一个重复单元仅仅依靠位于第12位和第13位的两个氨基酸——被称为“重复可变双残基(RVD)”,就能以近乎神迹的确定性单对单识别一个特定的DNA碱基:例如HD专一识别胞嘧啶C,NI专一识别腺嘌呤A,NG专一识别胸腺嘧啶T,NN专一识别鸟嘌呤G!
这种简单得如同摩尔斯电码的单对单对应法则,让过去需要超级计算机模拟的蛋白质设计瞬间退化成傻瓜式的乐高积木拼装。将TALE串联模块与FokI剪切头融合构成的TALEN,在一夜之间实现了任意基因组靶点的极速定制,开启了基因组编辑的平民化前夜。