清华大学结构生物学中心颜宁研究组和施一公研究组合作解析了转录激活因子样效应蛋白（Transcription Activator Like Effectors，TALE）与DNA结合的高分辨率晶体结构，从而揭示了这些蛋白特异识别其靶标基因的分子基础。这一工作在2012年发表于《科学》杂志，并于近日被该杂志评选出的“2012年十大突破”之“基因组的精密改造工程”（原文为“Genomic Cruise Missiles”）引用。上海光源生物大分子晶体学光束线站（BL17U1）对TALE晶体结构解析工作提供了支持，保证了该课题的顺利完成。

一直以来，对基因组特别是高等生物基因组的定点改造都是生物学研究中的一个难题。所幸相关技术在近年来获得了突破，特别是利用TALE核酸结合结构域的氨基酸序列与其靶位点的核酸序列有较恒定的对应关系，人工构建针对目标核酸序列的重组核酸酶TALENs（Transcription Activator Like EffectorsNuclease，TALEN）赋予研究人员改变或关闭斑马鱼、蟾蜍、牲畜及其它动物甚至病人的细胞中特定基因的能力。TALENs可选择性切断DNA特定序列或修复特定基因，这一基因组操作技术在几年前是无法想象的。对于许多高等生物，改变或删除其DNA序列具有极大的偶然性，成功率非常低。研究人员不太容易随意地插入新基因或删除旧基因，因此针对特定基因的操作以实现治疗基因性疾病是对人类科技的极大挑战。

十年前，锌指核酸酶的发现给人们提供了一种定位特定基因的技术，研究人员迅速开发了这种技术，但锌指核酸酶的制备十分困难并且所有关键技术专利都被一个公司垄断。2009年，该领域再次出现突破。两个研究小组发现了可以和DNA重复序列进行一对一匹配结合的转录因子激活效应蛋白，或者称之为可以操作目标基因的特异蛋白。2012年，研究证明这种蛋白可以和锌指核酸酶功能类似，而且更容易实现，价格也更便宜，部分科学家甚至认为这一技术将成为分子生物学的标准技术。（生命科学研究部 供稿）