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上海酶聯生物研究所
上海酶聯生物研究所
閱讀：370發布時間：2012-10-16
而在施一公領導的研究中，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合活性，發現TALE蛋白不僅可以識別雙鏈DNA，還能夠結合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蛋白結合DNA-RNA雜合鏈的復合物晶體結構，揭示了TALE蛋白識別DNA-RNA雜合鏈的分子機理。通過結構分析，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。在這些發現的基礎上，他們針對HIV病毒逆轉錄過程中的一段DNA-RNA雜合序列設計了特異的含有23個重復單元的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，這一發現為抑制HIV病毒提供了新思路。
TALE （Transcription Activator Like Effectors）是一類DNA結合蛋白。TALE蛋白的奇特之處在于它的DNA結合結構域是由可變數量的重復單元組成，每一個重復單元特異識別一個DNA堿基對。大多數情況下每個重復單元由34個氨基酸組成。每個重復序列中第13位的氨基酸特異識別DNA正向鏈中的ATCG堿基。根據TALE蛋白對DNA序列的特異識別，科學家們現在可以設計組裝任意的TALE重復單元去識別任意序列的目標雙螺旋DNA，并且構造出切割特異雙鏈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報道了未結合DNA和結合DNA的TALE蛋白結構，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現，大大擴展了TALE蛋白的應用范圍，比如特異抑制逆轉錄病毒擴增，抑制DNA復制等等。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）為數據收集提供了幫助，保證了該課題的順利完成。
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