斯克里普斯研究所（TSRI）的研究人员近日宣布，他们发现了一种方法，能够更广泛地应用DNA编辑技术。该技术的核心是一类称为TALE的DNA结合蛋白，目前越来越多的生物学家正利用它们来开启、关闭、删除、插入甚至改写特定基因。
该研究的通讯作者、斯克里普斯研究所的Carlos F. Barbas III博士表示：“这是生物学中最热门的工具之一，我们现在找到了一种方法，使其能够靶向任何DNA序列。”他和他的研究团队于8月26日在《Nucleic Acids Research》上发表了这一新成果。
科学家们发现，他们可以轻松改造TALE蛋白的DNA结合区域，使其与感兴趣的DNA序列精确结合。通常，他们将DNA结合区域与另一个蛋白区域连接，以开展功能研究。然而，这种DNA编辑方法存在明显的局限性：几乎所有天然的TALE蛋白都靶向以T为起始的DNA序列。结构研究表明，天然的TALE蛋白无法与不以T开头的DNA序列有效结合。因此，分子生物学家曾假设，T限制规则适用于所有人工改造的TALE蛋白。
“然而，没有人彻底研究过，各种TALE蛋白是否真的需要起始的T，”该研究的第一作者Brian M. Lamb博士指出。Lamb博士开始评估，当DNA的第一个碱基从T转换为其他三种核苷酸（A、G或C）时，TALE蛋白是否仍能与其DNA靶点有效结合。利用一个天然和改造的TALE蛋白库，他发现了支持T限制规则的强烈证据。“这是一个数量级的差异：当我们改变第一个核苷酸时，一些TALE蛋白丧失了99.9%的活性，”Lamb博士说道。
但他没有放弃，而是希望设计出应用范围更广的TALE蛋白。为此，他采用了一种“定向进化”技术。首先，Lamb博士构建了一个大型的TALE蛋白文库，其结构各异，推测它们能结合不同的起始核苷酸。然后，他对这些新的TALE蛋白进行了一系列筛选，以选择那些能与不以T开头的DNA序列有效结合的蛋白。通过这种方式，他发现了一些不受T规则限制的TALE蛋白。其中一个蛋白并非与以T开头的DNA结合，而是更偏好G。其他一些蛋白则能与任何碱基开头的序列结合。Lamb发现，这些不受T限制的TALE蛋白在与DNA切割酶片段连接时，也能发挥作用。
Barbas博士认为：“这意味着，我们通过TALE蛋白靶向的DNA位点数量，以及我们靶向任何基因的精确度，都大大提高了。”这一突破为基因编辑领域提供了更灵活的工具，有望推动基础研究和临床应用的发展。