全 文 ：·综述与专论· 2012年第11期
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN
转录激活因子样效应子（transcription activator
like effectors，TALEs）内部的氨基酸与靶 DNA 链中
的脱氧核苷酸碱基之间的分子密码于 2009 年得以破
解［1，2］。生物学家根据 TALE-DNA 分子密码，设计
组装 TALE-DNA 结合结构域蛋白串联体，并同其他
效应蛋白质功能域融合，实现靶向基因组操作，包
括内源基因转录调控（transcriptional modulation）［3-6］
和基因组编辑（genome editing）［4，7-17］。TALEs 是进
行基因组操作强有力的工具，成为阐明生物遗传和
收稿日期 : 2012-05-18
基金项目 : 国家自然科学基金项目（31060159），兵团博士资金项目（2009JC05）
作者简介 : 梁龙 , 男 , 硕士研究生 , 研究方向 : 动物遗传育种 ; E-mail: dl861218@163.com
通讯作者 : 皮文辉 , 男 , 博士 , 研究员 , 研究方向 : 动物遗传育种 ; E-mail: wzjpwh@163.com
TAL 效应子应用研究进展
梁龙1，2，3  皮文辉2，3
（1 石河子大学动物科技学院，石河子 832000 ；2 新疆农垦科学院畜牧兽医研究所，石河子 832000 ；
3 新疆兵团绵羊繁育生物技术重点实验室，石河子 832000）
摘 要 ： 转录激活因子样效应子（transcription activator-like effectors，TALEs）是一类在植物病原黄单胞菌（plant pathogen
Xanthomonas sp.）中发现的天然的 DNA 结合蛋白，它具有与目标 DNA 序列特异性结合的能力。随着研究的深入，TALEs 的结构信
息和特异性结合 DNA 序列的分子机理被破解，这就为人工设计构建 TALE-DNA 结构结合域提供了理论基础。人工构建的 TALEs
可以应用于各种各样的基因组工程，包括转录调控和基因组编辑。综述 TALE 的结构、TALE 与 DNA 结合的分子密码，重点综述
人工构建 TALEs 的应用，并对其未来的发展方向进行展望。
关键词 ： 转录激活因子样效应子 基因组编辑 分子工具
Research Progress of Application by Transcription
Activator Like Effectors
Liang Long1，2，3 Pi Wenhui2，3
（1College of Animal Science & Technology，Shihezi University，Shihezi 832000 ；2Animal Husbandry and Veterinary Institute，Xinjiang
Academy of Agricultural and Reclamation Science，Shihezi 832000 ；3Key Lab of Sheep Breeding and Reproduction，Xinjiang Agroreclamation
Academy of Sciences，Shihezi 832000）
Abstract:  Transcription activator-like effectors（TALEs）are a class of naturally occurring DNA-binding proteins. The DNA-binding
domain of most of TALEs consists of tandem 34-amino acid repeat modules. Each repeat monomer targets one nucleotide. Repeat modules can be
rearranged according to a simple molecular recognition code to target new DNA sequences. Along with the deepening of research, the molecular
mechanism that specific binding of DNA sequences have been decoded. Customized TALEs have been a powerful tool for genome editing and
transcriptional modulation. The simplicity, specificity, accuracy and efficiency of tales is bound to makes itself as a molecular biology laboratory
standard experimental strategies for genetic manipulation studies.
Key words:  TALEs Genome engineering Molecular tool
表观遗传基础有效的生物技术，在模式生物基因功
能研究、农作物和家畜性状改良、人类遗传疾病治
疗方面具有广阔的应用前景［18］。
基于蛋白质-DNA 结合结构域为基础的人工核
酸 酶（designer nucleases） 技 术， 包 括 TALE-DNA
结合结构域，能够在多种真核细胞和受精卵的基因
组特定位点断裂 DNA 双链（double-stranded breaks，
DSBs），激发细胞固有保守的修复机制，通过非同
源末端连接（non-homologous end joining，NHEJ）产
2012年第11期 55梁龙等 ：TAL 效应子应用研究进展
生基因突变的效率达 10%；同源指导修复（homology-
directed repair，HDR）产生同源重组的效率达 1%［18］。
而传统哺乳动物细胞基因打靶主要局限于小鼠胚胎
干细胞（embryonic stem cells，ESCs），效率不超过
10-6［19］。人工核酸酶能够在多种细胞中高效地进行
靶向基因组编辑，有利于实现内源基因调控元件指
导外源导入基因的表达［11，20］。
1 TALE 与 DNA 识别的分子密码
TALE 是植物致病菌黄单胞杆菌（Xanthomonas）
通过 III 型分泌系统注入到宿主细胞内的一类蛋白效
应子。TALEs 的 N 端和 C 端高度保守，N 端包含 III
型分泌系统所需的分泌和易位信号 ；C 端包含核定
位信号（nuclear localization signals，NLS）和转录激
活域（transcriptional activation domain）；N 端和 C 端
之间的中间部分是 DNA 结合结构域［21，22］（图 1）。
Bonas 等从辣椒斑点病细菌 Xanthomonas campe-
stris pv. vesicatoria（xcv） 中， 发 现 第 一 个 TALE
（AvrBs3），其编码基因 avrBs3 的中心区有 17.5 个几
乎相同的 102 bp 碱基重复，每个重复编码 34 个氨
基酸，其中第 12 和 13 位氨基酸高度可变［23］。目
前有超过 100 个已知的 TALEs 结构同第一个被鉴
定的 TALE AvrBs3 结构相似［24］。随着对 TALEs 研
究的持续进行，逐渐揭示了 TALE 特异结合 DNA
序列的分子机理。水稻黄单胞杆菌白叶枯病致病
变 种 Xanthomonas oryzae pv. Oryzae（Xoo） 的 TALE
AvrXa7 研究，证实 AvrXa7 与 DNA 链结合，但未确
定特异性［25］。AvrBs3 和类似的 TALE 蛋白特异性结
合基因启动子元件 UPA box（up-regulated by AvrBs3）
并 诱 导 基 因 表 达， 确 定 TALEs 与 DNA 链 结 合 的
特 异 性［26，27］。 由 于 UPA box 的 核 苷 酸 碱 基 数 同
AvrBs3 的重复单元数基本一致，受这种对应关系的
启示，Boch 等［2］通过试验解析了 TALEs 与靶基因
DNA 识别的分子密码 ；同时 Moscou 和 Bogdanove［1］
利用计算机扫描比对 TALEs 中可变重复类型与目标
启动子中的 DNA 序列，统计分析得到类似的分子密
码。TALE-DNA 结合结构域同 DNA 序列结合的晶体
结构模型分析，进一步确定 TALE 的氨基酸与 DNA
碱基结合的方式［28，29］。
TALEs 蛋白质的奇特之处在于它的 DNA 结合
结构域——该 DNA 结合结构域不同于其他已知的
DNA 结合结构域。天然 TALEs 的该区域由不同数
量的重复单元组成，一般包含 1.5-33.5 个重复单
元 ；每个重复单元通常由 33-35 个数量可变的氨基
酸组成，多数 TALEs 的重复单元由 34 个氨基酸组
成 ；C 端最后一个重复通常较短，由 20 个氨基酸组
成，称作半个重复 ；重复单元的 34 个氨基酸中除
了第 12 和 13 位氨基酸变化较大外，其他氨基酸高
度保守，这两个不保守的氨基酸被命名为重复可变
区（repeat variable diresidue，RVD），TALE 的 最 后
半个重复单元也包含一个 RVD［21，22］。目前已测序
的天然 TALEs 中出现了 20 多种不同的 RVDs，但其
中 His/Asp（HD）、Asn/Gly（NG）、Asn/Ile（NI） 和
Asn/Asn（NN）4 种 RVDs 占 总 的 75%［1］。 每 个 重
复单元中的 RVD 和识别的脱氧核苷酸碱基有特殊的
一一对应关系。两个互补性的报道，从生物信息学
和试验两方面研究证实，RVD 氨基酸对应 DNA 碱
基之间的分子密码是 NI 对应 A、HD 对应 C、NG 对
应 T、NN 对应 G/A［1，2］。进一步研究证实 RVD NK
（Asn/Lys）的靶向结合碱基是 G［4，5］。TALE 蛋白的
重复单元串联形成 Helix-loop-helix 的结构围绕 DNA
呈右手螺旋状排列 ；RVD 的第 1 位氨基酸与蛋白质
骨架结合，稳定 RVD loop 作用 ；RVD 的第 2 位氨
基酸直接与 DNA 的碱基特异识别 ；结构分析显示
TALE 蛋白类似于弹簧的伸展性［28，29］。除了 RVDs
对应 DNA 序列碱基外，天然存在的 TALEs 靶 DNA
序列 5 端保守的跟随着一个 T 碱基［30，31］。尽管这
个 T 碱基同 RVD 没有关联，其确切的结合机制还不
知道，但这个 T 碱基是 TALE 活性所必需的［31］。也
有研究报道，TALENs（TALE nucleases，TALENs）5
端连接 A、C 和 G，也能识别和切割断裂靶位点［17］。
图 1 TALE 结构和 TALE-DNA 结合结构域分子密码示意图
G DNAG/AACT
NG
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NH2
TALE-DNA㔃ਸ㔃ᶴฏ䟽༽অݳ
TAGTCCCATCGTTCAGACT Ṩᇊս䖜ᖅ◰⍫
NLSAD
COOH
HD NI NKNN RVD
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2012年第11期56
这些分子机理和结构信息为人工设计构建 TALE-
DNA 结构结合域提供了理论基础，开启了 TALE-
DNA 结合结构域的应用前景。
2 人工 TALEs 构建
TALEs 的重复单元序列几乎一致，显示其利于
实现模块化编辑属性，也造成采用传统分子克隆方
法构建 TALE 基因较难。目前 Addgene 提供了 3 个
实验室创建的模块化构建 TALEs 的试剂盒，分别是
Joung、Zhang 和 Voytas 实 验 室（http://www.addgene.
org/TALEN/）。
Joung 实验室创建了一套模块化构建 TALENs
试 剂 盒， 包 含 28 个 TALE 重 复 单 元 质 粒 和 4 个
TALENs 表达质粒，采用常规酶切和连接反应，逐
级构建 TALE 串联体［15］，这套方法已被多篇文章采
用［4， 9， 11， 14， 15］。用 Golden Gate 克隆方法构建 TALE-
DNA 结 合 结 构 域， 使 TALEs 构 建 程 序 易 于 实
施［3， 6-8， 32-35］。Golden Gate 克隆法是在同一反应体系
中，利用 IIs 型限制性核酸内切酶，在识别位点之外
切开 DNA，产生含黏性末端的 DNA 片段，同时用
连接酶将几个 DNA 片段按照既定的顺序连接，拼接
成不含酶识别位点的 DNA 片段，就像一个线性拼图
被正确地拼接在一起，实现目的 DNA 片段“无缝”
连接［36］。Zhang 等［3］用 PCR 结合 Golden Gate 克隆
法构建 TALE 串联重复体［34］。Voytas 实验室创建一
套含 72 个质粒的 TAL 试剂盒［7］，Mahfouz 等创建
一套含 100 个质粒的 TAL 试剂盒［35］，运用 Golden
Gate 克隆法构建 TALEs。
此外，Joung 实验室开发了一种构建 TALE 的新
方法——FLASH（fast ligation-based automatable solid-
phase high-throughput）系统［37］。该方法利用外部磁铁，
将编码 TALEN 的 DNA 片段放在磁珠上组装这些片
段，从而允许利用液体处理机器人（liquid-handling
robot）操纵这些组装好的 DNA 片段，最终自动化的
构建 TALEN。同时，Joung 博士和他的同事们也开
发出人工构建 TALEN 的 FLASH 系统。
简单的模块化构建程序，使人工构建 TALEs 在
24 h［35］或 5 h 完成［3，7，34］。
3 TALEs 与锌指（zinc finger，ZF）模块比较
人工串联组装 ZF 模块，能够有效地实现靶向
结合基因组中 DNA 特定位点。每个 ZF 可直接特异
识别 DNA 双螺旋中某一条单链上 3 个连续的核苷酸
（称为一个三联子，Triplet）［38，39］。TALEs 的重复单
元识别单核苷酸［1，2，28，29］。这意味着，要达到相当
的特异性识别 DNA 序列水平，同 TALEs 模块相比，
需要组装的 ZF 模块少。例如，3 个 ZF 模块识别 9
个核苷酸碱基对序列，而用 TALEs 就需要 9 个重复
单元模块。但是 ZF-DNA 三联子降低了 DNA 和蛋白
质之间序列识别的灵活性。尽管已经有几百个 ZF 模
块，还是不能涵盖所有可能的 DNA 序列［40］。
由 于 ZFs 间 存 在 上 下 文 依 赖 效 应（context-
dependent effects），造成 ZF 序列的结合特异性不能
被完全预测［39，41］。例如，将两个独立的 ZF 模块组
装成一个新的锌指蛋白（zinc finger protein，ZFP），
不能简单根据两个 ZF 模块识别的 DNA 三联子直
接预测 ZFP 的 DNA 靶位点。为了获得特异性好的
ZFPs，需要大量筛选鉴定合适的候选 ZF 序列。相反，
TALE-DNA 结合模块受上下文依赖效应影响较低［1］，
尽管每个位点至少筛选 2-3 个 TALE 融合蛋白［34］，
但同筛选 ZFPs 的工作量相比，TALEs 的筛选工作量
降低了许多。
大部分 ZF 技术平台的知识产权是专属的，获
得一个靶向位点 ZFP 需花费 6 000 美元［42］。ZF 学
术论坛提供开源代码的 ZF 技术，但公开的 ZF 模
块 只 能 定 位 64 个 可 能 的 DNA 三 联 子 的 子 集［41］。
Bogdanove、Joung 和 Mahfouz 3 个实验室都建立了网
站，提供免费的 TALEs 设计软件（http://boglabx.plp.
iastate.edu/，http://zifit.partners.org/zifitbeta/ 和 http://
idtale.kaust.edu.sa/）。非营利性机构 Addgene 存放了
几套用于构建 TALEs 的质粒，价格 350 美元左右
（http://www.addgene.org/）。Mahfouz 实 验 室 的 TALEs
试 剂 盒 能 够 从 KAUST 大 学 获 得（King Abdullah
University of Science and Technology）［35］。
目前常用人工核酸酶有 3 类技术平台 ：归巢核
酸内切酶（homing endonucleases）、锌指核酸酶（zinc
finger nucleases，ZFNs）和转录激活因子样效应子
核 酸 酶（transcription activator like effector nucleases，
TALENs）。迄今为止，大部分令人兴奋的研究结果
使用 ZFNs［18］。3 种核酸酶都能进行基因组编辑，而
且彼此的研究发展可以相互借鉴。同 ZFNs 相比，
2012年第11期 57梁龙等 ：TAL 效应子应用研究进展
TALENs 有着几乎相同的活性和精确性［11，43］，将成
为一种有效的基因组编辑工具。模块化使得 TALEs
组装变得快捷方便，将促进人工核酸酶普及和运用。
4 TALEs 应用
TALE-DNA 结合结构域呈现出简单的结构 - 功
能编码关系，加之生物学家开发的模块化构建程序，
正在成就 TALEs 作为内源基因转录调控和位点特异
性基因组编辑的有效工具［34］。
天然 TALEs 自身就是转录因子［21］，能与寄主植
物靶基因 DNA 启动子转录起始位点上游 80 bp 左右
处的元件结合，调控基因转录［1］。工程化的 TALE-
DNA 结合结构域同转录激活域融合，构建 TALE
转 录 因 子（TALE transcription factors，TALE-TFs）。
TALE-TFs 靶 向 特 异 性 结 合 DNA 链， 招 募 RNA 聚
合酶和其他因子组装转录起始复合体，靶向调控基
因转录（图 2）。TALE-TFs 靶向激活番茄［5］、拟南
芥［12］和人类细胞［3，4，6］的内源基因。用单纯疱疹
病毒 VP16 转录激活域代替天然 TALEs 的转录激活
域，TALE-TFs 在人类细胞中的转录激活效果更好［6］。
的修复机制使断裂的染色体重新连接，正成为实验
室进行基因编辑的有力工具，改变了常规的基因敲
除和基因打靶技术路线［18］。
图 2 TALE-TF 激活基因转录示意图
੟ࣘᆀ㤳ത TALE-TF VP16
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一个特异性的 TALE-DNA 结合结构域和一个
非专一性内切核酸酶 DNA 切割结构域融合，构建
TALE 核酸酶（TALENs）。常用 TALENs 的 DNA 切
割结构域来自 FokI 非专一性的 DNA 切割结构域。
FokI 是 一 种 存 在 于 细 菌 Flavobacterium okeanokoites
的 IIs 型限制酶，在二聚体状态时才有酶切活性［44］，
每个 FokI 单体与一个 TALE 蛋白组相连构成一个
TALEN，识别特定的位点。当两个识别位点相距
恰当的距离时（已报道的功能间隔子长度 6-40 bp，
较 优 的 活 性 间 隔 子 范 围 在 14-20 bp）， 两 个 单 体
TALEN 结合位点反向相对，实现 FokI 单体切割域聚
集在一起形成功能二聚体，产生酶切功能，从而定
点剪切 DNA 并产生 DSBs［4，43］（图 3）。人工核酸酶
在复杂基因组的特定位点创造 DSBs，利用细胞自身
图 3 TALENs 作用原理示意图
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Fokl
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1420 bp
5˃
3˃ 3˃5˃
5 TALENs 对基因组编辑的影响
TALENs 与 ZFNs 有一些共同特性，都采用特异
性 DNA 结合和非专一性内切核酸酶的切割结构域。
因此，始于 1996 年的 ZFNs 相关研究［45］，能够为
TALENs 研究提供参考和指导，特别是在细胞基因
组中引入定点突变、定点敲除或定点插入等操作。
随机整合造成既无法预测转基因自身的结果，
也无法判断转基因对其整合位点相关生物功能的影
响。研究者一直追求建立一套行之有效的靶向基因
编辑技术体系，替代低效的随机整合转基因技术。
传统哺乳动物细胞靶向基因编辑效率极低，为了筛
选分离靶细胞克隆，需要正 / 负选择标记 ；需要人
工启动子（CMV 启动子或其他启动子）驱动基因表
达，与细胞内源启动子相比，造成不正常的蛋白质
表达，干扰了基因的正常转录调控。
几乎在所有真核细胞内，DSBs 激活细胞内两条
高度保守的 DNA 修复通路。NHEJ 修复方式能够将
断裂的染色体重新连接起来，在断裂的位置可能引
进小片段插入或删除，影响基因功能或产生基因敲
除效应。HDR 方式能够用相似序列的 DNA 修复模
板代替断裂点周围的 DNA 序列，修复模板 DNA 序
列能够交换染色体上特定的 DNA 序列，产生特定突
变或添加额外的序列。人工核酸酶之一的 TALENs
可用于哺乳动物 ESCs［11］、诱导多能干细胞（induced
pluripotent stem cell，iPSCs）［11］、HeLa 细 胞 系［17］
和体细胞［4］。高的基因组编辑效率免除了抗性选
择。如 TALENs 打靶人体细胞系的 NTF3 和 CCR5 基
因，在无抗生素筛选的情况下，效率达 25%［4］。精
确的基因组编辑，能够用内源调控元件控制目的基
因转录，而不依赖人工启动子调控元件［11，20］。例如，
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2012年第11期58
TALENs 处理人 ESCs 和 iPSCs 细胞，结合外源供体
质粒打靶 OCT4 基因，在内源 OCT4 基因启动子控
制下，表达 OCT4 外显子 1-eGFP 融合蛋白［11］。
人工设计和合成单链脱氧核苷酸（single-stran-
ded oligodeoxynucleotides，ssODNs）代替传统的基因
打靶载体，结合 ZFNs，实现 3 类基因组编辑 ：定点
突变、长短序列的定点缺失、在进行长序列的定点
缺失技术操作的同时，可以插入短的遗传元件 ；在
没有抗性筛选的条件下，基因组编辑的效率达 1%-
30%［46］。推测同 ZFNs 具有同样效果的 TALENs 也能
使用单链脱氧核苷酸进行基因组编辑。
TALE-DNA 结合结构域简洁的分子密码使得靶
DNA 的选取和设计变得容易［1，2］。简单的模块化构建
程序使人工构建 TALEs 在 1 周内就可完成［3， 7， 32， 35］。
TALEs 低的上下文依赖效应增强了 TALE-DNA 结合
的预见性［1］。植物［5，35］、酵母［8，10，12］、线虫［9］、
斑 马 鱼［15，16］、 大 鼠［14］ 和 人 类 细 胞［3，4，6，7，11，17］
研究结果显示，TALE-DNA 结合结构域的分子密码
在不同物种之间具有通用性。TALEs 的简洁性、特
异性、精确性和高效性使研究人员利用人工核酸酶
进行基因组编辑时如同使用限制性内切酶进行分子
克隆，这将成为分子生物学实验室基因操作研究的
标准实验策略［18］。
参 考 文 献
［1］ Moscou MJ, Bogdanove AJ. A simple cipher governs DNA recognition
by TAL effectors. Science, 2009, 326（5959）: 1501.
［2］ Boch J, Scholze H, Schornack S, et al. Breaking the code of DNA
binding specificity of TAL-type III effectors. Science, 2009, 326
（5959）: 1509-1512.
［3］ Zhang F, Cong L, Lodato S, et al. Efficient construction of sequence-
specific TAL effectors for modulating mammalian transcription.
Nature Biotechnology, 2011, 29（2）: 149-153.
［4］ Miller JC, Tan S, Qiao G, et al. A TALE nuclease architecture for
efficient genome editing. Nature Biotechnol0gy, 2011, 29（2）:
143-148.
［5］ Morbitzer R, Römer P, Boch J, et al. Regulation of selected genome
loci using de novo-engineered transcription activator-like effector
（TALE）-type transcription factors. Proc Natl Acad Sci USA, 2010,
107（50）: 21617-21622.
［6］ Geiβler R, Scholze H, Hahn S, et al. Transcriptional activators of
human genes with programmable DNA-specificity. PLoS ONE, 2011,
6（5）: e19509.
［7］ Cermak T, Doyle EL, Christian M, et al. Efficient design and
assembly of custom TALEN and other TAL effector-based constructs
for DNA targeting. Nucleic Acids Research, 2011, 39（12）: e82.
［8］ Li T, Huang S, Zhao X, et al. Modularly assembled designer TAL
effector nucleases for targeted gene knockout and gene replacement
in eukaryotes. Nucleic Acids Research, 2011, 39（14）: 6315-6325.
［9］ Wood AJ, Lo TW, Zeitler B, et al. Targeted genome editing across
species using ZFNs and TALENs. Science, 2011, 333（6040）:
307.
［10］ Christian M, Cermak T, Doyle EL, et al. Targeting DNA double-
strand breaks with TAL effector nucleases. Genetics, 2010, 186
（2）: 757-761.
［11］ Hockemeyer D, Wang H, Kiani S, et al. Genetic engineering of
human pluripotent cells using TALE nucleases. Nature Biotechn-
ology, 2011, 29（8）: 731-734.
［12］ Li T, Huang S, Jiang WZ, et al. TAL nucleases（TALNs）: hybrid
proteins composed of TAL effectors and FokI DNA-cleavage
domain. Nucleic Acids Research, 2011, 39（1）: 359-372.
［13］ Mahfouz MM, Li L, Shamimuzzaman M, et al. De novo-engineered
transcription activator-like effector（TALE）hybrid nuclease with
novel DNA binding specificity creates double-strand breaks. Proc
Natl Acad Sci USA, 2011, 108（6）: 2623-2628.
［14］ Tesson L, Usal C, Ménoret S, et al. Knockout rats generated by
embryo microinjection of TALENs. Nature Biotechnology, 2011, 29
（8）: 695-696.
［15］ Sander JD, Cade L, Khayter C, et al. Targeted gene disruption
in somatic zebrafish cells using engineered TALENs. Nature
Biotechnology, 2011, 29（8）: 697-698.
［16］ Huang P, Xiao A, Zhou M, et al. Heritable gene targeting in
zebrafish using customized TALENs. Nature Biotechnology, 2011,
29（8）: 699-700.
［17］ Sun N, Liang J, Abil Z, et al. Optimized TAL effector nucleases
（TALENs）for use in treatment of sickle cell disease. Molecular
Bio Systems, 2012.
［18］ McMahon MA, Rahdar M, Porteus M. Gene editing: not just for
translation anymore. Nature Methods, 2012, 9（1）: 28-31.
［19］ Capecchi MR. Altering the genome by homologous recombination.
2012年第11期 59梁龙等 ：TAL 效应子应用研究进展
Science, 1989, 244（4910）: 1288-1292.
［20］ Doyon JB, Zeitler B, Cheng J, et al. Rapid and efficient clathrin-
mediated endocytosis revealed in genome-edited mammalian cells.
Nature Cell Biology, 2011, 13（3）: 331-337.
［21］ Boch J, Bonas U. Xanthomonas AvrBs3 Family-Type III Effectors:
Discovery and Function. Annu Rev Phytopathol, 2010, 48: 419-
436.
［22］ 赵开军 , 李岩强 , 王春连 , 等 . 植物天然免疫性研究进展及
其对作物抗病育种的可能影响 . 作物学报 , 2011, 37（6）：
935-942.
［23］ Bonas U, et al. Genetic and structural characterization of the aviru-
lence gene avrBs3 from Xanthomonas campestris pv. vesicatoria. Mol
Gen Genet, 1989, 218（1）: 127-136.
［24］ Boch J. TALEs of genome targeting. Nature Biotechnology, 2011,
29（2）: 135-136.
［25］ Yang B, Zhu W, Johnson LB, et al. The virulence factor AvrXa7
of Xanthomonas oryzae pv. oryzae is a type III secretion pathway-
dependent nuclear-localized doublestranded DNA-binding protein.
Proc Natl Acad Sci USA, 2000, 97（17）: 9807-9812.
［26］ Römer P, Hahn S, Jordan T, et al. Plant-pathogen recognition
mediated by promoter activation of the pepper Bs3 resistance gene.
Science, 2007, 318（5850）: 645-648.
［27］ Kay S, Hahn S, Marois E, et al. A bacterial effector acts as a plant
transcription factor and induces a cell size regulator. Science, 2007,
318（5850）: 648-651.
［28］ Mak AN, et al. The crystal structure of TAL effector PthXo1 bound
to its DNA target. Science, 2012, 335（6069）: 716-719.
［29］ Deng D, et al. Structural basis for sequence-specific recognition of
DNA by TAL effectors. Science, 2012, 335（6069）: 720-723.
［30］ Gordon K, Lee E, Vitale JA, et al. Production of human tissue plas-
minogen activitor in transgenic mouse milk. Nature Biotechnology,
1987, 5: 1183-1187.
［31］ Wright G, Carver A, Cottom D, et al. High level expression of active
human alpha-1-antitrypsin in the milk of transgenic sheep. Nature
Biotechnology, 1991, 9: 830-834.
［32］ Weber E, et al. Assembly of designer TAL effectors by golden gate
cloning. PLoS ONE, 2011, 6（5）: e19722.
［33］ Morbitzer R, Elsaesser J, Hausner J, et al. Assembly of custom
TALE-type DNA binding domains by modular cloning. Nucleic
Acids Research, 2011, 39（13）: 5790-5799.
［34］ Sanjana NE, et al. A transcription activator-like effector toolbox for
genome engineering. Nature Protocols, 2012, 7（1）: 171-192.
［35］ Li L, Piatek MJ, Atef A, et al. Rapid and highly efficient construc-
tion of TALE-based transcriptional regulators and nucleases for
genome modification. Plant Molecular Biology, 2012, 78: 407-416.
［36］ Engler C, Kandzia R, Marillonnet S. A one pot, one step, precision
cloning method with high throughput capability. PLoS ONE, 2008,
3（11）: e3647.
［37］ Reyon D, et al. FLASH assembly of TALENs for high-throughput
genome editing. Nature Biotechnology, 2012, 30（5）: 460-465.
［38］ Pavletich NP, Pabo CO. Zinc finger-DNA recognition: crystal struct-
ure of a Zif268-DNA complex at 2.1 A. Science, 1991, 252（5007）:
809-817.
［39］ 肖安 , 胡莹莹 , 王唯晔 , 等 . 人工锌指核酸酶介导的基因组定
点修饰技术 . 遗传 , 2011, 33（7）: 665-683.
［40］ De Francesco L. Move over ZFNs. Nature Biotechnology, 2011, 29
（8）: 681-684.
［41］ Sander JD, Dahlborg EJ, Goodwin MJ, et al. Selection-free zinc-
finger-nuclease engineering by context-dependent assembly
（CoDA）. Nature Methods, 2011, 8（1）: 67-69.
［42］ Baker M. Gene-editing nucleases. Nature Methods, 2012, 9（1）:
23-26.
［43］ Mussolino C, Morbitzer R, Lutge F, et al. A novel TALE nuclease
scaffold enables high genome editing activity in combination with
low toxicity. Nucleic Acids Research, 2011, 39（21）: 9283-9293.
［44］ Bitinaite J, Wah DA, Aggarwal AK, et al. FokI dimerization is
required for DNA cleavage. Proc Natl Acad Sci USA, 1998, 95
（18）:10570-10575.
［45］ Kim YG, Cha J, Chandrasegaran S. Hybrid restriction enzymes: zinc
finger fusions to Fok I cleavage domain. Proc Natl Acad Sci USA,
1996, 93（3）: 1156-1160.
［46］ Chen F, Pruett-Miller SM, Huang Y, et al. High-frequency genome
editing using ssDNA oligonucleotides with zinc-finger nucleases.
Nature Methods, 2011, 8（9）: 753-755.
（责任编辑 狄艳红）