什么是zfns，talens和crispr/cas9基因编辑技术

Question

如题所述

Answer 1

ZFN由一个 DNA 识别域和一个非特异性核酸内切酶构成。DNA 识别域是由一系列 Cys2-His2锌指蛋白（zinc-fingers）串联组成（一般 3~4 个），每个锌指蛋白识别并结合一个特异的三联体碱基。多个锌指蛋白可以串联起来形成一个锌指蛋白组识别一段特异的碱基序列，具有很强的特异性和可塑性。与锌指蛋白组相连的非特异性核酸内切酶来自FokI的C端的96个氨基酸残基组成的DNA剪切域，每个FokI单体与一个锌指蛋白组相连构成一个ZFN，识别特定的位点，当两个识别位点相距恰当的距离时（6~8 bp），两个单体ZFN相互作用产生酶切功能，从而达到 DNA 定点剪切的目的。
该技术一直以来被Sangamo生物公司所垄断，造成昂贵价格，限制了ZFN技术的广泛应用。

TALEN(Transcription Activator-Like Effector Nuclease) 是一种人工改造的限制性内切酶，是由一个DNA识别域和一个核酸内切酶的切割域(FokⅠ)构成。DNA识别域是由一些非常保守的重复氨基酸序列模块组成，每个模块一般由34个氨基酸（aa）组成，其中第12,13位氨基酸种类可变且决定了该模块识别靶向位点的特异性。通过DNA识别域结合到靶位点上，FokI的切割域形成二聚体，可以特异性的切断目标基因，损伤后的DNA在非同源末端连接修复过程中，会由于碱基的随机增减造成目标基因功能缺失。

CRISPR/Cas9是由sgRNA向导RNA分子和Cas9内切酶组成，Cas9是一种DNA内切酶，。Cas9内切酶必须在向导RNA分子的引导下对DNA进行切割，这是因为这些向导RNA分子含有与靶DNA序列互补的序列，称之为PAM序列。Cas9内切酶在向导RNA分子的引导下对特定位点的DNA进行切割，形成双链DNA缺口，然后细胞会借助同源重组机制(homologous recombination)或者非同源末端连接机制(non-homologous end joining)对断裂的DNA进行修复。损伤后的DNA在非同源末端连接修复过程中，会由于碱基的随机增减造成目标基因功能缺失。如果细胞通过同源重组机制进行修复，会用另外一段DNA片段填补断裂的DNA缺口，因而会引入一段“新的”遗传信息。