현대 유전학 연구는 정밀 유전자 편집 도구의 개발에 의해 구동되는 변형 시대를 입력했습니다. 개척 기술 중 TALENs (Transcription Activator-Like Effector Nucleases) 및 ZFNs (Zinc Finger Nucleases)는 CRISPR 혁명 전에 오랫동안 표적 DNA 수정을 가능하게하는 기초 플랫폼으로 서 있습니다. 이 공학적 단백질은 과학자가 정의 된 게놈 위치에 이중 스탈 및 파손을 소개 할 수 있도록 과학자를 허용하거나, 세포를 파괴하거나, 특정 물질을 파괴하는 데 필요한 기초적인 영향을 미칠 수 있습니다. (Jusf), 또는 균형의 기초가 필요합니다.

TALENs와 ZFNs의 메커니즘 이해

아연 손가락 Nucleases: 모듈 DNA 인식

ZFNs는 1990 년대 중반에 처음 소개된 최초의 넓게 채택된 프로그램 가능한 핵산화물이었습니다. 각 ZFN는 아연 손가락 단백질에서 조립된 DNA 바인딩 도메인과 FokI] 금지 endonuclease에서 파생된 DNA-cleavage 도메인을 구성합니다. 개인 아연 손가락 단위는 일반적으로 3 핵산량의 순서를 인식합니다. 탠덤에서 다수 손가락을 연결해서, 연구원은 이 표적을 위해 배열하는 것을 고려해야 합니다. ]는 두 자리에 두는 DNA를 위한 차원을 감소시키기 위하여 고려해야 합니다. 는 두 자리에 두 자리에 두 자리에 두 자리에 두 자리에 두 자리에 두 자리에 두는 DNA-FLT: [FLT:]

아연 손가락 배열의 디자인 그리고 집합은 상황에 따라 종래하는 친화성 때문에 기술적으로 도전될 수 있습니다 - 아연 손가락의 승인은 인접한 손가락에 의해 영향을 미칠 수 있습니다. 무독성, 열려있는 (Oligomerized Pool Engineering)와 같은 방법 및 상황에 따라 조립은 개량한 예측 가능성을 비치하고 있습니다. ZFNs는 녹아웃 세포 선을 창조하기 위하여 이용되고, 초 임상 시험에 있는 transgenic 동물 모형을 생성하고, 정확한 질병 치료 mutations를 생성합니다.

Transcription 활성제 - 나이 효과 Nucleases : 단일 - Nucleotide 특이성

TALENs는 단순한 설계 규칙과 대안으로 2009–2010 주위에 출현했습니다. 그들의 DNA 바인딩 도메인은 transcription activator-like effectors (TALEs), 식물 병원에 의해 비밀 단백질 Xanthomonas]에서 옵니다. 각 TALE 단위는 반복 가변 디어 (R)로 알려진 두 가지 비 가변 아미노산 잔류물에 의해 정확히 하나의 핵을 인식합니다. (R)는 NEC의 가장 높은 단위로, NEC의 가장 높은 단위는, NEC의 가장 높은 단위로, NEC의 특정 단위에 대한 가장 높은 수준의 선택입니다.

TALENs는 또한 FokI cleavage 도메인을 사용하고 절단에 대한 쌍의 바인딩을 요구합니다. TALE 반복 배열의 집합은 황금 문 복제 또는 고체적 합성을 사용하여 달성될 수 있습니다. TALENs는 일반적으로 ZFNs 보다는 더 높은 특이성을 전시하고, 그들의 큰 크기 (~3 kb 당 monomer)는 바이러스성 벡터 납품을 위한 제한일 수 있습니다. 아무도, 그들은 독소, 인간적인 돼지 치료 및 다른 사람의 치료에 있는 몇몇 연구가, 있, 및 다른 사람의 치료에 있는 몇몇 연구가 있습니다.

역사 개발 및 Milestones

엔지니어의 핵소는 1980년대 후반에 아연 손가락 단백질의 발견으로 시작되었습니다. 1996년에, Chandrasegaran과 동료는 3 zinc finger 도메인을 FokI로 주입하여 첫 ZFN을 만듭니다. 이 획기적인 실험을 통해 Drosophila는 인간적인 개념에 있는 세포의 세포를 파괴하고 에 있는 세포를 개조했습니다. ]에 있는 세포는, SCII에 있는 세포를 개조했습니다.

TALEN 기술은 2007 년 TALE 단백질의 구조적 인 elucidation 후 빠르게 개발되었습니다. 3 년 이내에 여러 그룹은 효모, 식물 및 인간 세포에서 유전자 편집을위한 기능적인 TALENs를보고했습니다. 그들의 단순성은 genome 편집을 채택하기 위해 학업 실험실의 장벽을 낮췄으며 발견의 물결을 점화했습니다. 2012 년 TALENs는 질병 모델링 및 xenotransplantation 연구를위한 최초의 유전자 ‐edited 돼지를 만들 수 있었습니다. [LT] [F] : [F] [F] [F] [F]] [F] [F]] [F]] [F] [F]] [F]]] [F]] [F]] [F]]] [F] [F]]] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F]]]]] [F] [F] [F

현대 연구의 신청

의료 연구 및 유전자 치료

ZFNs와 TALENs는 단일성 장애를 위한 진보된 유전자 치료가 있습니다. 병 세포 질병과 beta thalassemia에서는, BCL11A] erythroid 증강 인자는 태아 hemoglobin 표식을 활성화합니다. ZFNs를 사용하여 임상 시험 (NCT03282656)를 사용하여 단계 1/2 임상 시험 (NCT03282656)는 hematopoietic 줄기 세포 ex vivo를 막는 것을 보여주었습니다 (TALLT:3)를 가진 정상적인 세포의 기능상에 있는 [FLT:]를 감소시켰습니다.

농업 생명 공학

TALENs와 ZFNs는 제초제 및 질병 저항하는 다양성을 창조하기 위하여 이용되었습니다. 첫번째는 TALEN ‐edited 작물 - Calyxt에 의해 개발된 개량한 기름 단면도를 가진 콩을 발사하고 2019년에 풀어 놓았습니다. ZFNs는 곡물 크기의 부정 규칙을 녹이는 밥에 있는 수확량을 증가하기 위하여 적용됩니다. 이 nucleases의 높은 특정한 합격은 무인한 genomic 교체를 감소시킵니다, [FAL]에 의하여 [FALEN] [FALEN]에 의하여 [FAL]를 위한 [FALEN] [FAL]]를 위한 [FALEN]] [FALEN]]를 위한 [FALEN] [FALEN]] [FALEN]] [FALEN]를 위한 [FALEN]를 위한 [FALEN] [FALEN]에 의하여]를 위한 [FALEN] [FALEN] [FALEN] [FAL] [FALEN] [FAL] [FAL] [FAL]에 의하여]를 위한 [FAL]를 위한 [FAL] [FAL] [

기능적인 게놈 및 모델 Organisms

두 플랫폼은 배아 줄기세포가 사용할 수 없는 종에서 체계적인 유전자 녹아웃 연구를 가능하게 했습니다. zebrafish에서 TALENs는 개발과 질병에 있는 유전자 기능을 계시하는 단일 컨소시엄 노력에 있는 >200 표적적인 mutants를 창조하기 위하여 이용되었습니다. 쥐에서, ZFNs는 ] p53 종양 억제물을 창조하기 위하여 암 모형을 가진 ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐

CRISPR‐Cas9에 비해 강도 및 제한

CRISPR‐Cas9 (2012)의 출현은 더 간단한 디자인, 다중화 기능 및 더 높은 효율을 제공, 그것의 광범위한 채택에 선도. 그러나, TALENs 및 ZFNs는 독특한 이점을 유지합니다. 그들의 단백질 기반 DNA 인식은 RNA 가이드 RNA에 의존하지 않으며 RNA-mediated off-target 효과의 위험을 제거하지 않습니다. 또한, ZFNs 및 TALENs는 반복적 또는 GCrich-PR‐Cas2의 시퀀스에 대한 높은 특이성을 전시합니다 (이러한). 이러한 장점은 이러한 장점을 기반으로 한 것입니다 (이러한).

주요 제한은 새로운 ZFN 또는 TALENs를 설계하는 데 필요한 비용과 노동입니다. CRISPR은 20 ‐ bp 가이드 스태프, ZFN 및 TALEN 종합 요구 단백질 도메인 어셈블리 및 검증의 재설계를 요구합니다. Off-target cleavage는 또한 관심사입니다. 아연 손가락 배열은 부분적 대상 사이트에서 잘라낼 수 있습니다. 가이드 ‐ ‐ LT 또는 C2 [F] [F] [F] [F] [F]] [F]] [F]] [F]] [F]] [F]]] [F]] [F]]] [F]] [F]]]] [F]]]]] [F]]] [F]]] [F]]]] [F] [F] [F] [F]]] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F]] [F]] [F] [F] [F]]] [F] [F] [F] [F] [F] [F]]]]]]]]]]]] [F] [F]]

미래 지향과 지속적인 개선

TALENs와 ZFNs의 효율성과 안전을 향상시키기 위한 연구는 생산 비용을 감소시키기 위하여 목표합니다. 단백질 기술설계에 있는 전진은 개량한 thermostability 및 감소된 세포 독성을 가진 ZFNs를 산출했습니다. FokI]의 구조 가이드 재 설계는 (ELD‐KKR와 Sharkey와 같은) 변형을 증가합니다. TALENs 알고리즘을 위해, 기계 배열은 지금 막힌 섬유를 위한 최선의 선택, 그리고 빠른 조합을 위한 최선의 계획입니다.

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마지막으로, TALENs 또는 ZFNs의 조합은 기본 편집 또는 주요 편집-기술로 두 배 스트랜드 브레이크보다 오히려 nickases에 의존한다. 예를 들어, Zn‐finger‐linked cytidine deaminase는 두 배 스트랜드 브레이크없이 대상 기본 변환을 수행 할 수 있습니다. ZFN‐기반에 출판 된 임상 시험 C[C]][FLT:]]]C[FLT:]][C]]][FLT:]]][C]]][FLT:]]][FLT:]]]]

TALENs와 ZFNs는 유전 연구 툴박스에서 생명을 유지하고 있습니다. 그들의 명백한 특성 - DNA 인식, 높은 특이성 및 설치된 안전 - 특정 응용 프로그램에 대한 불변성, 특히 RNA 기반 도구가 적합하지 않을 때 특히. 필드는 정밀 의약품 및 지속 가능한 농업으로 이동하여, 이러한 개척적인 핵은 인간 건강과 식품 안전을 개선하는 촉매 발견을 계속할 것입니다.