TALEN的切割和修复

FokI核酸内切酶主要以二聚体的形式切割DNA，是TALEN 进行DNA 切割的关键结构。两个TALEN以尾巴对尾巴的形式通过TALE结合到靶标DNA 序列上，序列切割作用于非特异性的FokI会按照二聚体的方式识别位点间隔区的DNA，切割使其断裂（图13-5）。对于双键DNA 的断裂，机体存在一定的修复机制，包括非同源重组（non-homologous end joining，NHEJ），微同源性介导的末端连接（microhomology-mediated end joining，MMEJ）和同源重组（homologous recombination，HR）（图13-6）。DNA一旦发生断裂对机体会产生很大的伤害，但DNA是双链结构，机体内存在多种断裂DNA修复机制。但是，这些修复机制在修复的同时都可能会带来缺失或引入突变碱基。基因的缺失会引起基因功能的失活，引入突变也会影响基因的活性或造成基因的移码，从而实现基因的敲除。在断裂的基因两端设计同源臂，可将外源基因重组到基因上，实现外源基因的高表达。

图13-5　TALEN剪切DNA的模式(https://www.daowen.com)

图13-6　基于人工核酸酶的DNA定点编辑

TALEN在理论上真正实现了适用于所有物种、任何序列的基因操作的可能。TALEN技术的原理和操作相对比较简单，能适用于大多数物种，且对细胞的要求也不高，可以适用于各种体外培养的细胞，已成为一个有发展前途的基因打靶技术。目前，该基因编辑技术还存在一些问题，要想得到更广泛的应用还需要进一步改进和完善。