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2015年6月4日 讯 /生物谷BIOON/ –在全基因组中寻找一段特殊序列就好比从十亿个拼图中寻找到一块特殊的拼图，近日一篇刊登在国际杂志Nature Communications上的研究论文中，来自伊利诺伊大学的科学家们通过利用先进的成像技术揭示了一套基因编辑蛋白如何寻找到自己的特殊靶点，从而帮助设计治疗人类疾病的特殊基因疗法。
TALE蛋白，或称为转录激活因子样效应蛋白，其可以按照程序来识别并且结合到DNA的特殊序列上，研究者非常感兴趣利用TALE蛋白来进行合成生物学研究，比如对植物或细菌进行基因编辑，或用于基因疗法研究等，研究者Zhao就利用TALE蛋白来治疗镰状细胞性贫血，该病是由DNA链的一个突变所引发。
研究者指出，很多人都会利用TALE蛋白这种新型技术，但很少有人知晓其作用机制，本文中研究者利用成像技术就可以在显微镜下观察到单一的TALE蛋白如何同一串DNA进行相互作用，研究者发现TALE蛋白会利用滑动和跳跃的模式相结合来寻找靶点，TALE蛋白结合到DNA上并且会沿着螺旋线滑动，在DNA分子“高速”路上移动，同时这种蛋白还会在DNA分子上进行频繁地跳跃，以使其可以更加快速地移动。
这种滑动和跳跃相结合的模式就可以帮助TALE蛋白作为DNA双螺旋的开关，从而更加快速地寻找到自己的作用靶点，研究者Schroeder博士指出，我们的主要目标就是工程化改善蛋白质使其脱靶率降低，下一步我们将观察TALE蛋白如何在活细胞中发挥作用，来观察当该蛋白浸入在细胞活动中后其行为的改变。
本文研究或可帮助我们更好地理解基因编辑的机制，该机制对于后期进行蛋白质的设计，从而用于人类疾病的治疗将非常关键和重要。（基因宝jiyinbao.com）
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2015（第二届）基因编辑研讨会 6.25-26上海
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Direct observation of TALE protein dynamics reveals a two-state search mechanism
Luke Cuculis, Zhanar Abil, Huimin Zhao & Charles M. Schroeder
Transcription activator-like effector (TALE) proteins are a class of programmable DNA-binding proteins for which the fundamental mechanisms governing the search process are not fully understood. Here we use single-molecule techniques to directly observe TALE search dynamics along DNA templates. We find that TALE proteins are capable of rapid diffusion along DNA using a combination of sliding and hopping behaviour, which suggests that the TALE search process is governed in part by facilitated diffusion. We also observe that TALE proteins exhibit two distinct modes of action during the search process—a search state and a recognition state—facilitated by different subdomains in monomeric TALE proteins. Using TALE truncation mutants, we further demonstrate that the N-terminal region of TALEs is required for the initial non-specific binding and subsequent rapid search along DNA, whereas the central repeat domain is required for transitioning into the site-specific recognition state.