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重组核酸酶介导的基因编辑技术
锌指核酸酶技术
人工核酸酶技术的发展使人为定点诱导DSBs成为现实,其中锌指核酸酶技术(zinc finger nucleases,ZFNs)就是一个里程碑式的突破,也称为第一代基因编辑技术。ZFN 由锌指蛋白(zinc finger protein,ZFP)和 FokI 内切酶的核酸酶结构域组成,前者负责识别,后者负责切割 DNA。ZFP 是自然存在的蛋白结构,其由锌指结构(zinc finger,ZF)组成,ZF 能识别特定的 3 个连续碱基对(图 1a),因此可通过串联 ZF 的数量调整 ZFN 的识别特异性。FokI 通过 N 端与 ZFP 连接,由于 FokI 以二聚体的形式发挥切割作用,ZFN 使用时需要成对设计。作为新型基因编辑工具,ZFN 从 2001 年开始被陆续用于不同物种的基因编辑。
图 1 ZFN、 TALEN 及 CRISPR/Cas9基因编辑技术
(a)锌指核酸酶(ZFN)基因编辑技术;(b)TALEN基因编辑技术;(c)CRISPR/Cas9基因编辑技术