林金星教授Cell子刊文章：TALEN技術構建有效誘導新系統

中國科學院植物研究所，北京林業大學等處的研究人員發表了題為“An Effective and Inducible System of TAL Effector-Mediated Transcriptional Repression in Arabidopsis”的文章，利用TALEN技術建立了過表達和誘導表達2套系統，通過瞬時和穩定表達針對靶基因序列設計的TALEs，表明TALE可對擬南芥中的靶基因轉錄產生不同程度的抑制作用。

這一研究成果公布在國際學術期刊Molecular Plant上，文章的通訊作者是中科院植物所特聘研究員、北京林業大學林金星教授，第一作者為植物研究所鄧馨研究組博士研究生林森和趙媛媛。

轉錄激活因子樣效應物TALE（transcription activator-like effector）最早被發現于黃單胞菌中，能夠在病原菌感染宿主植物的過程中精確靶向作用于植物防御的相關基因，影響靶基因的表達，從而干預植物的防御反應。TALEN（transcription activator-like effector nuclease）技術就是利用TALE蛋白對DNA堿基特異性識別及結合能力而產生的一項基因編輯技術。

在這篇文章中，研究人員利用TALEN技術對模式植物擬南芥靶基因進行敲除的過程中發現，部分轉基因植株雖然表現出靶基因突變后的表型，但其靶基因序列卻未發生任何變化。進一步的研究表明，這些植株中靶基因的轉錄水平出現不同程度的下調，說明TALEN蛋白對植物中靶基因位點的特異性結合，可以引起靶基因的轉錄抑制，并且這種抑制作用可以不依賴于TALE所連接的功能結構域。

這一研究采用模塊組裝法（Unit Assembly）對TALE載體進行構建，建立了過表達和誘導表達2套系統，通過瞬時和穩定表達針對靶基因序列設計的TALEs，表明TALE可對擬南芥中的靶基因轉錄產生不同程度的抑制作用。這項研究為植物的基因表達調控提供了新的方法和思路。

近年興起的基因組編輯技術以其能精確修飾DNA 的特性，成為當前最受矚目、最有影響力的生物技術之一，在基因組功能研究、作物遺傳改良、基因治療等方面得到廣泛應用。

基因組編輯技術以鋅指核酸酶ZFN、類轉錄激活因子效應物核酸酶TALEN、 成簇規律間隔的短回文重復序列及其相關蛋白 CRISPR/Cas9為代表， 已在擬南芥、煙草、水稻、小麥等多種高等植物中成功實現了基因的定點敲除、敲入、替換等修飾。其中， TALEN、CRISPR/Cas9 分別被 Science 雜志評為 2012 年度、2013 年度十大科技進展之一。在作物性狀改良方面，二者均展現出很好的應用前景。