基因編輯技術(shù)TALEN的組成、作用原理及應(yīng)用范圍

瀏覽次數(shù)：32　發(fā)布日期：2025-8-4　來源：本站　僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載，否則責(zé)任自負(fù)

與 ZFN 類似，TALEN 也由兩部分組成：N 端—來自植物病原體黃單胞菌屬的轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物（TALE）DNA 結(jié)合域，C 端—FokI 限制性內(nèi)切酶催化域。TALE 蛋白由大約 34 個(gè)氨基酸組成，第 12和 13 位氨基酸被稱為重復(fù)可變的雙氨基酸殘基（repeat variable di-residue，RVD），決定了 TALE 識(shí)別并結(jié)合的 DNA 序列，除 12 和 13 位外的其余氨基酸都是保守的。此外，TALEN 也以二聚體形式發(fā)揮作用，分別靶向不同的 DNA 鏈。TALEN 的靶向目標(biāo)序列長(zhǎng)度通常為 30 ~ 40 bp。

TALEN 相對(duì)于 ZFN 的優(yōu)勢(shì)在于它們可以識(shí)別單個(gè)核苷酸，只需要設(shè)計(jì) 1 個(gè) TALE 分子就可以識(shí)別一個(gè)堿基，理論上可以靶向基因組任何區(qū)域，不過工作量相對(duì)變大；此外，TALEN 在人類細(xì)胞中的細(xì)胞毒性較低。該系統(tǒng)已被證明能有效地在體細(xì)胞和多能干細(xì)胞中引入 DSBs。

TALEN 結(jié)構(gòu)示意圖

TALEN 優(yōu)點(diǎn)

高特異性：TALE 結(jié)構(gòu)域識(shí)別的 DNA 序列較長(zhǎng)（通常 16-20 個(gè)堿基），脫靶效應(yīng)較低（相比早期的鋅指核酸酶 ZFN 更穩(wěn)定）。
普適性：理論上可靶向任意 DNA 序列（僅受 RVD 與堿基對(duì)應(yīng)關(guān)系限制），適用范圍廣。

TALEN 缺點(diǎn)

構(gòu)建復(fù)雜：TALE 重復(fù)單元的克隆和組裝過程繁瑣（需拼接多個(gè)重復(fù)序列），耗時(shí)且成本較高。
蛋白較大：TALEN 復(fù)合體分子量較大，通過病毒載體遞送時(shí)效率較低（相比 CRISPR 的 Cas9 蛋白更難進(jìn)入細(xì)胞）。

隨著 CRISPR 技術(shù)的普及，TALEN 的應(yīng)用范圍有所縮小，但研究者通過優(yōu)化其構(gòu)建方法（如自動(dòng)化組裝平臺(tái)）和遞送系統(tǒng)（如脂質(zhì)納米顆粒），仍在推動(dòng)其發(fā)展。目前，TALEN 在一些對(duì)脫靶效應(yīng)要求嚴(yán)苛的領(lǐng)域（如基因治療）仍被視為重要備選工具，其高特異性的特點(diǎn)使其在精準(zhǔn)編輯中具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。

總之，TALEN 作為基因編輯技術(shù)發(fā)展中的重要里程碑，不僅推動(dòng)了早期基因編輯的實(shí)用化，也為后續(xù)技術(shù)（如 CRISPR）的優(yōu)化提供了參考，至今仍在特定領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

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