2012年1月5日，據(jù)《每日科學(xué)》報道,，在 愛荷華州立大學(xué)植物病理與微生物學(xué)Adam Bogdanove教授和他的前研究生Matthew Moscou一起發(fā)現(xiàn)來源于植物病原菌中的一類蛋白質(zhì)是如何發(fā)現(xiàn)并結(jié)合植物基因組中特定序列的2年半時間里,，世界各地的研究人員已經(jīng)在迅速的利用這一發(fā)現(xiàn)。
去年Bogdanove和明尼蘇達大學(xué)的同事首次報道這些蛋白質(zhì)可以融入DNA修飾酶來操縱基因及基因的功能,，該項研究由前ISU教授Dan Voytas領(lǐng)導(dǎo),，另一個研究組由愛荷華州立大學(xué)遺傳發(fā)育和細胞生物學(xué)教授楊兵（音譯）領(lǐng)導(dǎo)。
這個融合蛋白被稱為TAL效應(yīng)核酸酶,，或TALENs,，可用于更好地了解模式植物和動物系統(tǒng)中基因的功能，提高牲畜和植物的性狀,，甚至治療人類遺傳性疾病,，據(jù)Bogdanove所說。
事實上,，這些蛋白可以很容易地設(shè)計與所選的DNA序列結(jié)合,，已經(jīng)發(fā)表了一堆的文章證明它們在不同類型細胞甚至人類干細胞中的效用。
很大程度上是因為TALENs的出現(xiàn),，上月《自然-方法》期刊命名基因編輯工程酶為2011年方法,。
現(xiàn)在，Bogdanove和西雅圖弗雷德哈欽森癌癥研究中心的研究人員已經(jīng)采取下一步確定一個TAL效應(yīng)子與DNA結(jié)合的3-D結(jié)構(gòu),。
這項研究結(jié)果發(fā)布在本周《科學(xué)快訊》（Science Express）,，這是一個提前發(fā)布一些即將發(fā)行在《科學(xué)》（Science）期刊上的特別有意義的研究論文的網(wǎng)站,。
該研究的第一作者是Amanda Mak，Hutchinson中心的博士后研究員,。Andres Cernadas,，Bogdanove實驗室的博士后研究員也作出了貢獻。
通過可視化TAL效應(yīng)子的形狀及它們與DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的物理相互作用,，科學(xué)家們現(xiàn)在可以更好地了解和認識潛伏在TAL效應(yīng)子識別和結(jié)合特定DNA序列能力下的生物化學(xué)機制,。
反過來這將提高科學(xué)家們靶向該蛋白質(zhì)至基因組不同位置的能力，以及更好地預(yù)測和阻止它們對無意的,、脫靶位點的結(jié)合,，Bogdanove所說。
從基礎(chǔ)生物學(xué)角度來說,，結(jié)構(gòu)本身也非常有趣,。 "這確實相當(dāng)漂亮，"他說,，"到目前為止,，還沒有跟它性質(zhì)相像的。"
為確定結(jié)構(gòu),，Bogdanove與弗雷德哈欽森科學(xué)家Barry Stoddard（蛋白質(zhì)DNA相互作用方面的專家）及Phil Bradley（計算生物學(xué)家）共同協(xié)作,。在Stoddard帶領(lǐng)下，通過傳統(tǒng)X射線晶體學(xué)和一種新穎的計算機建模方法的獨特組合,，該研究組僅花了短短一年多的時間就完成了這個項目,。（生物谷bioon.com）
doi:10.1126/science.1216211
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The Crystal Structure of TAL Effector PthXo1 Bound to Its DNA Target
Amanda Nga-Sze Mak, Philip Bradley, Raul A. Cernadas, Adam J. Bogdanove, Barry L. Stoddard
ABSTRACT：DNA recognition by TAL effectors is mediated by tandem repeats, each 33 to 35 residues in length, that specify nucleotides via unique repeat variable diresidues (RVDs). The crystal structure of PthXo1 bound to its DNA target was determined using high-throughput computational structure prediction and validated by heavy-atom derivatization. Each repeat forms a left-handed, two-helix bundle that presents an RVD-containing loop to the DNA. The repeats self-associate to form a right-handed superhelix wrapped around the DNA major groove. The first RVD residue forms a stabilizing contact with the protein backbone, while the second makes a base-specific contact to the DNA sense strand. Two degenerate N-terminal repeats also interact with the DNA. Containing several RVDs and noncanonical associations, the structure illustrates the basis of TAL effector-DNA recognition.
doi:10.1038/nmeth.1807
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Gene-editing nucleases
Monya Baker
Precise ways to modify the genome arose from unexpected places. Monya Baker reports.
