上海光源用户成果入选2012年度“中国科学十大进展”

2013/03/27 | 【 【打印】【关闭】 | 访问次数:

清华大学颜宁研究组和施一公研究组合作解析出TAL效应蛋白特异性识别DNA的结构基础,这一研究成果入选2012年度“中国科学十大进展”,该项研究中的TAL效应蛋白dHax3的高分辨率晶体结构正是利用上海光源生物大分子晶体学光束线站(BL17U1)来实现解析的。

TAL效应蛋白是植物致病菌注入到植物细胞内的一类蛋白质因子,其奇特之处在于它的DNA结合结构域是由不同数量的重复单元组成,每个重复单元中第12和13位的氨基酸残基变化较大被命名为RVD,且与识别的核苷酸种类有特殊的一一对应关系。TAL效应蛋白独特的DNA序列识别特性以及灵活的可组装性极大地方便了它们在分子生物学中的应用。对于基因组特别是高等生物基因组的定点改造一直以来是生物学研究中的一个难题,近年来以TALEN(TAL效应蛋白核酸酶)为代表的技术突破使得基因组改造便捷有效,利用TALEN已经成功地实现了对斑马鱼、爪蟾、家畜猪甚至人类细胞的定向改造。清华大学颜宁研究组、施一公研究组与合作者选择了一个经过改造的TAL效应蛋白dHax3,进行结构生物学和生物化学研究,最终获得了未结合DNA的dHax3和与DNA结合的复合物的两个高分辨率晶体结构。他们的研究清晰揭示了TAL效应蛋白特异识别DNA的机理。结构还显示RVD这两个残基中只有第二位的氨基酸才与碱基特异识别,从而使得设计新型TAL效应蛋白序列更加简便,结构比较还展示了TAL效应蛋白的类似于弹簧的伸展性。这些结构信息提供了TAL效应蛋白的改造基础,极大地拓宽了TAL效应蛋白在生物技术应用上的前景。相关研究结果发表在《科学》(Science, 335: 720-723)杂志上。

TAL效应蛋白dHax3的晶体结构

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