锌指蛋白核酸酶的作用原理及其应用
锌指蛋白核酸酶的作用原理及其应用
。 该项技术已经被成功用于动植物基
因改造实验中 , 研究者根据靶 DNA 序列设计特异性 的锌指蛋白 , 然后用锌指蛋白核酸酶 (Zinc finger
收稿日期 : 201007; 修回日期 : 20101107 基金项目 : 国家转基因重大专项与教育部创新团队项目 ( 编号： IRT0831)资助 作者简介 : 钟强 , 博士 , 研究方向：生物信息学。 E-mail: zqiang320@ 通讯作者 : 赵书红 , 教授 , 博士 , 研究方向：动物分子生物学与育种。 E-mail: shzhao@
HEREDITAS (ຫໍສະໝຸດ eijing) 2011 年 2 月 , 33(2): 123― 130 ISSN 0253-9772
综述
DOI: 10.3724/SP.J.1005.2011.00123
锌指蛋白核酸酶的作用原理及其应用
钟强 , 赵书红
华中农业大学农业动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室 , 农业部猪遗传育种重点开放实验室 , 武汉 430070
Keywords: zinc finger domain; zinc finger protein; zinc finger nucleases; homologous recombination; gene targeting
锌指蛋白核酸酶是人工改造的蛋白 , 它利用了 锌指结构域对 DNA 序列的特异性识别来达到准确 定位靶点的目的 , 同时利用核酸酶的 DNA 水解活性 , 使靶 DNA 双链断裂 , 然后利用细胞的修复机制 , 引 入基因突变
摘要: 锌指蛋白核酸酶 (Zinc finger nucleases, ZFN) 因其能特异性识别并切割 DNA 序列以及可设计性 , 被
ZFN基因编辑技术的原理与应用
ZFN基因编辑技术的原理与应用随着科技的快速发展，基因编辑技术在生物学和医学研究中发挥着越来越重要的作用。
在众多基因编辑技术中，ZFN（锌指核酸酶）基因编辑技术因其高效性和精准性在科学界备受关注。
本文将介绍ZFN基因编辑技术的原理以及在生物技术和医学领域中的应用。
ZFN技术以锌指蛋白为基础，借助DNA的序列特异性结合能力来指导特定基因的编辑。
锌指蛋白是一种含有锌指结构域的转录因子。
每个锌指结构域由30个氨基酸组成，能够识别特定的DNA序列。
通过设计锌指蛋白，可以选择性地靶向到目标DNA序列，并与DNA序列发生稳定的非共价相互作用。
ZFN基因编辑技术的实质是将特定的锌指蛋白与核酸内切酶融合形成一种酶-蛋白质复合体。
这种复合体能够通过识别目标基因的DNA序列，并在目标序列上形成DNA双链断裂。
在细胞修复过程中，通过非同源末端连接或同源重组的机制，可以实现对目标基因的精确编辑。
这种酶-蛋白质复合体可以通过基因转染技术导入到细胞中，使其具有特定目的的基因编辑能力。
ZFN基因编辑技术在生物技术领域有着广泛的应用。
首先，它可以用于研究基因功能和疾病发生机制。
通过编辑特定的基因，可以研究其功能和相互作用，并探索基因突变对疾病的影响。
其次，ZFN技术可以用于基因组的精确修饰。
通过定点突变或插入特定序列，可以改变目标基因的功能，用于改良农作物、生产工业酶、制造药物等。
此外，ZFN技术还可以用于模拟疾病模型。
通过编辑目标基因，可以模拟特定疾病的基因变异，从而更好地理解疾病的机制并开发有效的治疗方法。
除了在生物技术领域的应用外，ZFN基因编辑技术还具有巨大的潜力用于临床治疗。
目前，该技术已被用于修复基因突变导致的遗传病。
例如，使用ZFN技术可以修复造血干细胞中的基因缺陷，用于治疗遗传性疾病如血友病和免疫缺陷病。
此外，ZFN技术还可以用于癌症治疗。
通过编辑癌细胞中的靶基因，可以恢复抑癌基因的功能，抑制肿瘤的生长和扩散。
基因工程 比较TALEN技术与ZFN技术
基因工程比较TALEN技术与ZFN技术基因工程：比较TALEN技术与ZFN技术引言：基因工程是一门利用生物学技术对生物体的基因进行修改和调控的学科。
在基因工程领域，TALEN（转录活性效应核酸酶）技术和ZFN（锌指核酸酶）技术是两种常见的基因编辑工具。
本文将详细比较这两种技术的原理、应用、优势和局限性，以帮助读者更好地理解和选择适合自己研究需求的基因编辑技术。
一、TALEN技术1. 原理：TALEN技术是一种利用人工合成的转录活性效应核酸酶（TALEN）靶向特定DNA序列进行基因编辑的方法。
TALEN由两个功能域组成：DNA结合域和转录活性效应域。
DNA结合域通过识别特定DNA序列，而转录活性效应域则通过结合与DNA结合域靶向的DNA序列相邻的DNA酶切酶，实现DNA的切割和修复。
2. 应用：TALEN技术在基因工程领域具有广泛的应用。
它可以用于基因敲除、基因敲入、基因修饰等多种基因编辑操作。
例如，科研人员可以利用TALEN技术研究特定基因的功能，或者通过敲入外源基因来实现特定基因的表达。
3. 优势：TALEN技术相比其他基因编辑技术具有以下优势：- 高度特异性：TALEN可以精确识别和结合特定的DNA序列，从而实现精确的基因编辑。
- 高效性：TALEN技术可以在较短的时间内实现基因编辑，提高实验效率。
- 灵活性：TALEN技术可以用于不同生物体的基因编辑，包括人类细胞、动物和植物细胞等。
4. 局限性：虽然TALEN技术具有许多优势，但也存在一些局限性：- 设计复杂：TALEN的设计需要合成两个相应的DNA结合域，这增加了实验的复杂性。
- 成本较高：合成TALEN所需的材料和技术较为昂贵，限制了其在一些实验室的应用。
- 潜在的细胞毒性：TALEN技术可能对细胞产生毒性作用，限制了其在体内的应用。
二、ZFN技术1. 原理：ZFN技术是一种利用人工合成的锌指蛋白（ZFP）靶向特定DNA序列进行基因编辑的方法。
基因编辑分类
基因编辑分类基因编辑是一种现代生物技术，通过人为修改生物体的基因组来实现对特定基因的精确编辑和修饰。
基因编辑技术的出现，为科学家提供了一种有效的手段来研究基因功能、治疗遗传疾病、改良农作物等。
基因编辑可以分为不同的分类，主要包括以下几种技术：锌指核酸酶（ZFN）、转录活化因子（TALEN）、CRISPR/Cas9等。
这些技术都具有各自的特点和优势，但基本原理相似，都是通过靶向性切割或改变基因组中的DNA序列，从而实现对特定基因的编辑。
锌指核酸酶是一种最早被应用于基因编辑的技术。
它利用锌指蛋白与DNA序列特异性结合的特性，将特定的锌指蛋白与DNA切割酶结合，实现对目标基因的编辑。
然而，锌指核酸酶技术具有设计复杂、成本高昂等缺点，因此在实际应用中受到一定限制。
转录活化因子是一种基于转录因子结合DNA序列的基因编辑技术。
它通过设计合成的转录活化因子来激活或抑制特定基因的表达。
转录活化因子技术相对于锌指核酸酶技术来说，具有更高的特异性和选择性，可以实现对基因表达的精确调控。
CRISPR/Cas9技术是目前最为广泛应用的基因编辑技术之一。
它利用CRISPR序列与Cas9蛋白的结合，形成一种RNA-DNA复合物，通过与目标DNA序列互补配对，实现对特定基因的精确编辑。
相比于其他技术，CRISPR/Cas9技术具有设计简单、操作方便、高效率等优势，已经被广泛应用于基因研究、基因治疗等领域。
除了这些主要的基因编辑技术外，还有一些其他的技术正在不断发展和完善，如CRISPR-Cpf1、Prime Editing等。
这些技术的出现，进一步丰富和完善了基因编辑技术的工具箱，为科学家们在基因研究和应用方面提供了更多的选择和可能性。
基因编辑的应用领域非常广泛。
在基础科学研究中，基因编辑可以帮助科学家们揭示基因功能和调控机制，深入了解生物体的发育、生长和繁殖过程。
在医学领域，基因编辑可以用于治疗遗传疾病，如肌萎缩侧索硬化症、血友病等。
生物学基因编辑技术的原理与应用
生物学基因编辑技术的原理与应用基因编辑技术是近年来生物学领域的一项突破性技术，它被广泛应用于基因研究、治疗疾病和优化生物种质等方面。
本文将介绍生物学基因编辑技术的原理和主要应用。
一、基因编辑技术的原理基因编辑技术主要通过特定的酶系统改变生物体的基因序列，以实现精确的基因组操作。
目前最常用的基因编辑技术包括锌指核酸酶（ZFN）、转录活化因子样效应核酸酶（TALEN）、CRISPR/Cas9等。
1. 锌指核酸酶（ZFN）锌指核酸酶是一种DNA结合蛋白，由锌指结构域和核酸酶结构域组成。
通过引入特定的锌指蛋白，可以使其与DNA靶标特异性结合，并切割DNA分子，从而实现基因组编辑。
2. 转录活化因子样效应核酸酶（TALEN）TALEN是一种由转录活化因子结构域和核酸酶结构域组成的人工构建蛋白。
它可以与目标DNA特异性结合，并在目标位点引发DNA双链断裂，从而与细胞内自我修复机制相互作用，实现基因组编辑。
3. CRISPR/Cas9CRISPR/Cas9是目前最为流行的基因编辑技术，它利用CRISPR RNA（crRNA）和转录单元RNA（tracrRNA）引导Cas9核酸酶特异性结合到目标基因组中，形成DNA双链断裂，再通过DNA修复机制改变基因组序列。
二、基因编辑技术的应用1. 研究基因功能基因编辑技术可以用于研究基因的功能和作用机制。
通过特定的编辑技术，可以删除、插入或修饰目标基因，以观察其对生物体生理、发育和疾病等方面的影响，为研究基因的功能和相关疾病的发生机制提供重要依据。
2. 治疗基因疾病基因编辑技术被广泛应用于治疗基因疾病。
通过修复或替代异常基因，可以纠正遗传性疾病的发生。
例如，利用基因编辑技术可以修复人类干细胞中的异常基因，然后将其转化为正常的组织细胞用于治疗疾病。
3. 农作物改良基因编辑技术在农业领域有着广阔的应用前景。
通过编辑植物基因组，可以提高植物的农产品产量、质量和抗病能力，实现农作物的优化和改良。
常用基因编辑技术的原理与应用
常用基因编辑技术的原理与应用随着科技的不断进步和发展，人们对基因编辑技术的研究越来越深入，基因编辑技术的应用也在不断扩大。
基因编辑技术是一种可以通过DNA序列的修改来改变生物物种的遗传信息的技术。
它可以准确地定位并修改目标基因，从而实现修复和改良生物体的特征。
在本文中，我们将讨论一些常用的基因编辑技术的原理和应用。
一、锌指核酸酶（ZFNs）锌指核酸酶是一种人工合成的DNA切割酶，具有高度的特异性和准确性。
通过将ZFNs与特定的酶切序列相结合，可以选择性地剪切DNA双链。
在切割DNA后，可以通过多种方式进行修复，例如非同源末端连接、同源重组等方法，从而达到修改或修复基因的目的。
ZFNs技术的应用范围非常广泛，包括植物、动物和微生物等不同的生物领域。
在医学上，ZFNs可以用于治疗遗传性疾病，通过修复异常基因来达到治疗的目的。
在植物领域，ZFNs可以用于提高作物的产量和质量。
同时，在动物领域中，ZFNs可以用于改良家禽和畜牧业生产中的优质肉和乳制品。
二、CRISPR-Cas9技术CRISPR-Cas9技术是一种通过特定酶的协同作用来实现DNA序列的修改。
这种技术利用CRISPR酶和Cas9酶协作来识别特定的DNA序列，然后使用Cas9酶切割引起DNA双链断裂。
切割后，可以使用同源重组或非同源末端连接等方式对DNA进行修复，实现对目标基因的修改。
CRISPR-Cas9技术在生物领域的应用非常广泛。
在医学领域，它可以用于治疗遗传性疾病，例如囊性纤维化、糖尿病等。
在农业领域，CRISPR-Cas9可以用于提高作物的产量和耐受性。
此外，CRISPR-Cas9还可以应用于立体生物打印和基因库筛选等领域。
三、TALENs技术TALENs技术是一种利用人工蛋白质识别DNA序列的技术。
它将一个转录激活因子与一个核酸酶结合，形成一种TALENs蛋白质。
这种蛋白质与目标基因的DNA序列特异性结合，从而实现基因的修复和改良。
锌指核酸酶技术原理
锌指核酸酶技术原理锌指核酸酶技术原理什么是锌指核酸酶技术？锌指核酸酶技术（Zinc Finger Nuclease, ZFNs）是一种基因工程技术，用于定点编辑和修饰基因组。
它利用特殊的蛋白质，即锌指蛋白（Zinc Finger Protein, ZFP），并与核酸酶结合形成复合物，以实现特定DNA序列的切割或修饰。
锌指蛋白的结构和功能锌指蛋白是一类具有DNA结合能力的蛋白质，其结构中含有锌离子结合的结构域，称为锌指。
每个锌指通常能识别并与3个到4个相邻的核苷酸碱基序列结合。
通过组合不同的锌指，可以根据需要精确地设计出能够特异性结合目标DNA序列的锌指蛋白。
锌指核酸酶的构建与作用机制构建锌指核酸酶主要有两个步骤：首先，设计和合成锌指蛋白，使其能够特异性结合目标DNA序列；然后，将核酸酶域与锌指蛋白结合，形成具有目标DNA切割能力的复合物。
锌指蛋白与目标DNA序列结合后，核酸酶域会切割目标DNA，导致DNA链断裂。
细胞为了修复这些断裂的DNA链，会使用自身的修复机制来进行修复。
通过干扰修复机制，可以实现基因组的编辑以及修饰。
锌指核酸酶的应用和前景锌指核酸酶技术已经被广泛应用于基因组编辑、基因修饰和基因治疗等领域。
它可以用于修复携带病变基因的人体细胞，以治疗一些遗传性疾病。
此外，锌指核酸酶还可以用于基因表达调控和基因功能研究等方面。
虽然锌指核酸酶技术在基因工程领域有着广阔的应用前景，但其设计和合成过程相对复杂，且需要一定的技术和实验条件。
因此，研究人员正在不断改进和优化锌指核酸酶技术，并开发出更高效、更精准的基因编辑工具，以满足科学研究和应用的需求。
结论锌指核酸酶技术利用锌指蛋白与核酸酶结合，实现对特定DNA序列的切割和修饰。
它是一种重要的基因工程技术，具有广泛的应用前景。
通过不断改进和优化，锌指核酸酶技术将为基因组编辑和基因治疗等领域的研究和应用提供有力的支持。
锌指核酸酶技术的优势和挑战锌指核酸酶技术相比其他基因编辑技术具有一些明显的优势，但也存在挑战。
基因工程 比较TALEN技术与ZFN技术
基因工程比较TALEN技术与ZFN技术基因工程中的基因编辑技术是一项重要的研究领域，它可以用于改变生物体的基因组，以实现特定的目标。
在基因编辑技术中，TALEN（转录活性核酸酶）和ZFN（锌指核酸酶）是两种常用的工具。
本文将比较这两种技术的原理、应用和优缺点。
1. TALEN技术TALEN技术是一种基于转录活性核酸酶的基因编辑技术。
它利用一种特殊的DNA结合蛋白质，即转录活性核酸酶，来识别和结合特定的DNA序列。
TALEN 由两个主要组成部份组成：DNA结合结构域和转录活性结构域。
DNA结合结构域可以根据目标DNA序列的要求进行设计，而转录活性结构域则可以促进DNA的切割和修复。
TALEN技术的应用非常广泛。
它可以用于研究基因功能、治疗遗传疾病、改良农作物和生产药物等方面。
例如，科学家可以利用TALEN技术在实验室中摹拟人类遗传疾病，并研究其发病机制。
此外，TALEN还可以用于改良农作物的抗病性和耐逆性，从而提高农作物的产量和品质。
然而，TALEN技术也存在一些局限性。
首先，设计和构建TALEN需要较高的技术水平和时间成本。
其次，TALEN技术在某些情况下可能会导致非特异性的DNA切割，从而引起不必要的基因突变。
此外，TALEN技术在应用于体内基因编辑时，可能会面临一些安全性和伦理性问题。
2. ZFN技术ZFN技术是一种基于锌指核酸酶的基因编辑技术。
锌指核酸酶是一种可以识别和结合特定DNA序列的蛋白质。
通过将多个锌指结构域组合在一起，可以构建具有高度特异性的DNA结合蛋白质。
与TALEN类似，ZFN也由两个主要组成部份组成：DNA结合结构域和核酸酶结构域。
DNA结合结构域可以根据目标DNA序列的要求进行设计，而核酸酶结构域可以切割和修复DNA。
ZFN技术的应用也非常广泛。
它可以用于研究基因功能、治疗遗传疾病、改良农作物和生产药物等方面。
与TALEN相比，ZFN技术在某些情况下可能更容易设计和构建，因为锌指结构域的设计和选择比较成熟。
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关键词: 锌指结构域 ; 锌指蛋白 ; 锌指蛋白核酸酶 ; 同源重组 ; 基因打靶
The mechanism and application of zinc finger nucleases
ZHONG Qiang , ZHAO Shu-Hong
Key Laboratory of Agricultural Animal Genetics, Breeding and Reproduction of Ministry of Education of China, College of Animal Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China
HEREDITAS (Beijing) 2011 年 2 月 , 33(2): 123― 130 ISSN 0253-9772
综述
DOI: 10.3724/SP.J.1005.2011.00123
锌指蛋白核酸酶的作用原理及其应用
钟强 , 赵书红
华中农业大学农业动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室 , 农业部猪遗传育种重点开放实验室 , 武汉 430070
Abstract: Due to specific recognization of DNA sequences and designability, zinc finger nucleases (ZFN) has been used in knock in and knock out genes. Because of high ratio of homologous recombination of DSB-GT induces by ZFN, ZFN technology has been considered as the most powerful tool for gene modification. It has been successfully used at cell or embryo levels in plants and animals. Under the rapid development of high affinity zinc finger protein (ZFP), this technique will be applied to genetic engineering and breeding extensively in the future. This review discussed the DNA recognization mechanism and double strand break gene targeting (DSB-GT) of zinc finger nucleases (ZFN). Some application examples of ZFN were summarized.
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HEREDITAS (Beijing)
2011
第 FP[11]。由于高亲和 力并不等于高特异性
[12]
域中 14~25 位的氨基酸 , 但没有确切的实验证据 , 直到 Pavletich 等 [19]测定了 ZIF268 与 DNA 绑定的晶 体结构 , 锌指结构对 DNA 的识别机制才有了比较清 晰的认识。 如图 1A 所示 , 锌指结构域的 α-螺旋嵌入 到 DNA 分子的大沟中 , 螺旋上的 ARG46、 HIS49 和 THR52 侧链与大沟中的 3′ 到 5′ 方向的 DNA 链相互 识别 , 这 3 个氨基酸位于 α-螺旋的 -1、 3、 6 位氨基 酸 , 因此 Pavletich 等 [19]提出的识别模式被称为 -1、 3、 6 模式 , 可以识别位于 DNA 上同一条链上 3′ 到 5′ 方向连续的 3 个碱基。这个识别模式被实验证实部 分正确 [20]。随后 Fairall 等 [21]测得了 ZIF268 与 DNA 绑定的晶体结构 , 锌指结构域的 α-螺旋上的 1、 2、 3、 6 位氨基酸可以与 DNA 形成氢键 , 其中 2 位的氨 基酸识别 5′ 到 3′ 方向 DNA 链上的一个碱基 , 如图 1B 所示 , α-螺旋上的 ARG152、 ASP154、 ASN155 和 ALA158 氨基酸侧链与 DNA 形成氢键 , 可以识别 4 个碱基 , 因此锌指结构域识别 DNA 碱基的模式调 整为 -1、 2、 3、 6 模式 [22], 这个模式通过 DNA 碱基 替换实验得到证实 [20, 22]。 根据以上的分析 , 发现每个锌指结构域可以识 别 3′ 到 5′ 方向 DNA 链的 3 个碱基以及 5′ 到 3′ 方向 的一个碱基。 是否可以根据这一规律设计与 DNA 序 列特异结合的锌指结构呢？答案是肯定的 , Isaland 等 [23] 使用噬菌体展示技术 (Phage display) 鉴定了与 靶 DNA 序列具有较高亲和力的锌指结构 , 该实验表 明根据已知的 DNA 序列可以找到与之结合的锌指结 构。由于一个锌指结构域只能识别 3 bp (Base pair),
。 该项技术已经被成功用于动植物基
因改造实验中 , 研究者根据靶 DNA 序列设计特异性 的锌指蛋白 , 然后用锌指蛋白核酸酶 (Zinc finger
收稿日期 : 201007; 修回日期 : 20101107 基金项目 : 国家转基因重大专项与教育部创新团队项目 ( 编号： IRT0831)资助 作者简介 : 钟强 , 博士 , 研究方向：生物信息学。 E-mail: zqiang320@ 通讯作者 : 赵书红 , 教授 , 博士 , 研究方向：动物分子生物学与育种。 E-mail: shzhao@
第2期
钟强等 : 锌指蛋白核酸酶的作用原理及其应用
125
对于全基因组来说至少有 18 bp 才能确保靶位点的 特异性。 因此需要有 8~10 个锌指结构连在一起才能 实现长片段的识别。因为 Doyon 等 用 8 个锌指结 构域实现了 DNA 的特异识别 , 而且没有脱靶现象 , 因此可以认为 8~10 个锌指结构域就可以实现靶位 点的特异识别。随着 DNA 加长 , 9 bp 并不对应 3 个 锌指结构域 , 因此 Moore 等 [24]的实验设计了两种策 略来确定锌指结构域 : (1) 3×2F, 这种方法在靶序列 中 , 每隔 6 个碱基跳过一个碱基 , 两对锌指结构域 之间插入一个甘氨酸 (GLY)。 (2) 2×3F, 这种方法在 靶序列中 , 每隔 9 个碱基跳过两个碱基 , 两个三联 体锌指结构域之间插入甘氨酸-丝氨酸-甘氨酸 (GLY-SER-GLY)。 实验表明 2×3F 方法设计的锌指蛋 白对靶位点的突变非常敏感 , 因此 2×3F 方法设计的 锌指蛋白对靶序列的识别特异性更高。
[1~3]
nucleases, ZFN) 定点突变 DNA, 并引入外源基因 , 在整个实验 该技术具有非常高的基因整合效率 [4~8]。 流程中 , 设计特异性的锌指蛋白 (Zinc finger protein, ZFP) 是最关键的环节 , 应用大肠杆菌双杂交报告系 统 (Bacterial cell based two-hybrid (B2H) reporter system)筛选高亲和力的 ZFP 是目前最为流行的方法[9, 10]。 这些高亲和力的 ZFP 被提交到公共的数据库中 , 以
1
锌指结构域对 DNA 序列的特异性识别
锌指结构域是转录因子用于识别靶 DNA 的蛋
白结构域 , 因为这种蛋白结构域络合了一个锌离子 , 所以称之为锌指结构域 (Zinc finger)。 Miller 等 [17]最 早发现并阐述了锌指结构域的功能 , 他们发现全长 为 344 个氨基酸的转录因子 (Transcription Factor IIIA, TFIIIA)序列中 , 13~276 位氨基酸含有 9 个锌指 结构域 , 锌指结构域由 30 个氨基酸组成 , 每个锌指 结构域中 8 和 13 位的半胱氨酸以及 26 和 30 位的组 氨酸非常保守 , 他们可以络合锌离子。因此这种类 型的锌指结构域被称为 C2H2, 另外还有 4 个位点都 是半胱氨酸的锌指结构域 , 被称为 Cys4。 C2H2 型的 锌指结构广泛存在于转录因子中 , 人的基因中有 3% 的基因编码含有 C2H2 型的锌指结构域的蛋白 Miller 等
, 因此为了减小 ZFP 的脱靶
[13]
率 , 降低 ZFN 造成的细胞毒性和基因毒性 , 迫切需 要设计出高特异性的 ZFP 。目前已经有研究者采
[14~16]
用计算生物学方法设计高特异性的 ZFP
, 随着
越来越多的研究和生产需要 , 类似的方法还会不断 出现。作为遗传研究工作者有必要深入的了解 ZFN 技术的原理和发展趋势 , 以便于及时掌握和改进该 项技术, 从而为研究和生产服务。本文综述了锌指蛋 白对 DNA 序列的特异性识别和 ZFN 的工作原理 , 同时还对部分 ZFN 应用实例进行了概述。
摘要: 锌指蛋白核酸酶 (Zinc finger nucleases, ZFN) 因其能特异性识别并切割 DNA 序列以及可设计性 , 被
用于基因定点突变和外源基因定点整合。目前 , ZFN 技术以其准确的靶位点设计能力和诱发高效率基因打靶的 优势 , 越来越受到基因改造研究者的重视 , 已经成功应用于动植物细胞、胚胎的基因改造。随着鉴定靶 DNA 高亲和力的锌指蛋白 (Zinc finger protein, ZFP)实验技术日渐成熟 , 可以预见到不久的将来这项技术会在基因工 程和育种中得到广泛应用。文章介绍了锌指蛋白识别 DNA 靶位点和 ZFN 介导的基因打靶 (Double strand break gene targeting, DSB-GT)的原理 , 同时还综述了目前 ZFN 技术用于基因改造的研究进展。
[4]
作为模板, 这个氨基酸序列框架被证明是高效的[25]。 如图 2 所示 , 锌指结构域中有 7 个氨基酸用于识别 三联体碱基 , 因此可以通过改变这些氨基酸来提高 锌指结构域识别靶 DNA 的特异性。 TGEK 序列用于 连接相邻的两个锌指结构域。