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上海酶聯(lián)生物研究所
上海酶聯(lián)生物研究所
閱讀：376發(fā)布時間：2012-10-16
而在施一公領(lǐng)導(dǎo)的研究中，他們檢驗了TALE蛋白對單鏈DNA，DNA-RNA雜合鏈，雙鏈RNA等不同形式核酸鏈的結(jié)合活性，發(fā)現(xiàn)TALE蛋白不僅可以識別雙鏈DNA，還能夠結(jié)合DNA-RNA雜合鏈，其中DNA是與TALE特異接觸的鏈。他們進一步解析了TALE蛋白結(jié)合DNA-RNA雜合鏈的復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)，揭示了TALE蛋白識別DNA-RNA雜合鏈的分子機理。通過結(jié)構(gòu)分析，他們推測TALE蛋白可以保護DNA-RNA雜合鏈不被核酸酶RNase H降解，并且利用生化手段驗證了這一假設(shè)。在這些發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，他們針對HIV病毒逆轉(zhuǎn)錄過程中的一段DNA-RNA雜合序列設(shè)計了特異的含有23個重復(fù)單元的TALE蛋白TALEHIV，該蛋白有效地阻止了RNase H 對這段DNA-RNA雜合鏈中RNA鏈的降解。如果HIV在逆轉(zhuǎn)錄過程中，不能有效降解RNA，則不能完成其基因組的擴增。因此，這一發(fā)現(xiàn)為抑制HIV病毒提供了新思路。
TALE （Transcription Activator Like Effectors）是一類DNA結(jié)合蛋白。TALE蛋白的奇特之處在于它的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域是由可變數(shù)量的重復(fù)單元組成，每一個重復(fù)單元特異識別一個DNA堿基對。大多數(shù)情況下每個重復(fù)單元由34個氨基酸組成。每個重復(fù)序列中第13位的氨基酸特異識別DNA正向鏈中的ATCG堿基。根據(jù)TALE蛋白對DNA序列的特異識別，科學(xué)家們現(xiàn)在可以設(shè)計組裝任意的TALE重復(fù)單元去識別任意序列的目標(biāo)雙螺旋DNA，并且構(gòu)造出切割特異雙鏈DNA序列的DNA酶TALEN （TALE nuclease），從而用于在細胞中引入定點突變、定點敲除等操作。在此次研究之前，僅知道TALE蛋白能夠識別雙螺旋DNA，因此TALE蛋白主要應(yīng)用在對基因組DNA的操作中。
今年1月5日，顏寧、施一公、朱健康研究組合作在Science報道了未結(jié)合DNA和結(jié)合DNA的TALE蛋白結(jié)構(gòu)，清晰揭示了TALE蛋白特異識別DNA的分子機理（/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=22223738）。 9月4日這三個研究小組又合作在Cell Research雜志上報道了TALE蛋白對甲基化DNA的識別密碼（/cr/journal/vaop/ncurrent/full/cr2012127a.html）。此次研究是繼上述2篇研究論文之后對TALE蛋白功能的又一重要發(fā)現(xiàn)，大大擴展了TALE蛋白的應(yīng)用范圍，比如特異抑制逆轉(zhuǎn)錄病毒擴增，抑制DNA復(fù)制等等。該論文的共同*作者是博士后殷平和來自PTN-BBS研究生項目的博士研究生鄧東。上海同步輻射（SSRF）為數(shù)據(jù)收集提供了幫助，保證了該課題的順利完成。
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