珍藏版 史上最全的基因编辑常用技术指南

珍藏版 史上最全的基因编辑常用技术指南

本文核心词：
提到基因编辑，大家可能立马会想到CRISPR/CAS9技术，原因不用多说，众多文章的发表已经让CRISPR/CAS9技术“无所不能”。

经过十多年的发展，基因编辑技术的数量、种类以及实现的可行性方面都取得了巨大的进步。基因编辑技术的出现和更新迭代，使得研究复杂基因之间的相互作用成为可能，今天我们就给大家介绍一下现有的几种基因编辑技术：
一、锌指核酸酶
锌指核酸酶（ZFN）是迈向高效、有针对性的核酸酶的第一步。为了产生ZFN，需设计一系列锌指与特定基因组基因座结合，然后与FokI核酸酶融合，识别两个相邻位点的配对ZFN切割DNA，从而启动HDR。
最经典的锌指核酸酶是将一个非特异性的核酸内切酶FokI与含有锌指的结构域进行融合，其目的是对特定序列进行切割。锌指识别三联体，FokI核酸酶作为二聚体起作用，在两个不同ZF目标位点之间的间隔区切开DNA。被切开的DNA可以由切除的修复机制使切开处的单链部分被删除，然后又重新接到一起。
理论上，我们可以利用这种方法完成对染色体上特定片段的删除，从而达到构造突变体或完成治疗的工作。但是ZFN的效用受到合成时间长和非模块化组装工艺的限制，尽管计算工具有助于改善设计，但无法为每个基因组基因座设计合适的ZFN对。

二、TALENs
TALENs在基因编辑技术上迈出了一大步。该模块系统基于从Xanthomonas spp分离的TAL效应子DNA结合蛋白与FokI核酸内切酶的融合。经验丰富的科学家制作ZFN可能需要六个星期的时间，而TALENs技术的出现使得新手在短短几天内便能完成TALEN的构建。
TAL中心靶向结构域由33-35个氨基酸重复序列组成。这些重复由两个彼此不同的氨基酸组成，也就是它们的重复可变双残基（repeat-variable di-residue，RVD）。最终，正是这种RVD决定了TAL效应子（TALe）将识别出哪个单核苷酸：HD靶向胞嘧啶、NI靶向腺嘌呤、NG靶向胸腺嘧啶和NN靶向鸟嘌呤。
由于ZF靶标仅限于由具有相应锌指的三联体组成的序列，因此平均每500bp基因组中有潜在的可靶向位点。TAL效应子有一些限制，例如目标必须以T开头，但它们仍然具有大约每35bp就可以找到的潜在目标位点。