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1、比较TALEN技术与ZFN技术重组锌指核酸酶（zincfinger nucleases，ZFN）技术与转录激活因子样效应蛋白核酸酶(transcription activatorlike effector nucleases，TALEN)技术是可以对基因组进行定点修饰的基因编辑技术,可精确地定位到基因组的某一位点上并剪断靶标DNA片段从而插入新的基因片段，从而对原基因组进行“编辑”。ZFN技术依赖于特异性识别并结合DNA的锌指蛋白和FokI核酸内切酶可剪切结构域组成的融合蛋白，可切割特异DNA序列并引起DNA双链断裂（doublestrand breaks，DSB），DSB激活细胞的DNA修复
2、机制,从而定点修饰基因组。TALEN是由转录激活因子样效应物（TALE）代替ZF与FokI核酸内切割域组成的基因编辑工具.一、结构与原理ZFN技术中，锌指结构域通常由3-6Cys2-His2型锌指单元串联而成,他们借助一个Zn2+形成构象,其中螺旋中的1,+3,+6位的三个氨基酸直接与靶DNA的三联碱基相互作用。这三个残基中的任一残基的改变都会影响ZF对目标碱基的识别。根据目的基因设计8-10个锌指结构域并与FokI结合可构成靶向特定位点的ZFNs，在FokI切割域的二聚化作用下完成对目的基因的编辑.TALE蛋白包括三部分：N端序列、C端序列、由高度保守的重复单元组成的中心重复区。每个重复单元
3、中除12、13位氨基酸可变外其余几乎相同,12、13位的两个氨基酸被称为重复可变的双氨基酸残基(repeat varible diresidues,RVDs）。RVD与A、T、C、G之间有着严格的对应关系,即NI-A；NGT; HDC；NNG。构建TALE时,根据靶DNA序列变换RVDs并串联重复单元并与FokI切割结构域结合,TALE与靶位点结合,二聚化的FokI对其进行切割,完成基因编辑操作。二、ZFN、TALEN异同点比较与ZFN相比，TALEN的优势是十分明显的。第一,TALEN简化了ZFN复杂的筛选过程，在简单的分子克隆条件下就可构建出高效的TALEN；第二，TALEN结合DNA序列
4、更为严格,打靶效率高于ZFN；第三，TALEN降低了脱靶的可能性，从而降低了对受体细胞的毒性.详细比较如下：2.1共同点1. 二者均为人工改造的核酸内切酶,由特异性识别靶DNA的识别域和非特异性剪切dsDNA的切割域,他们配合着行使功能,缺一不可。2. ZFN、TALEN中的FokI是源于黄单胞杆菌的一种限制性核酸内切酶,它只有形成二聚体时才对dsDNA具有剪切活性。3. FokI切割DNA后的修复机制相同：在两个靶位点之间剪切DNA，在DSB处诱发DNA的同源重组修复机制和非同源末端连接修复机制,从而达到定点修饰。2。2不同点1. 开发时间:最早的ZFN出现在18年前,而TALEN技术才于2
5、007年问世。2. 靶DNA序列的识别：ZF结构域识别的是三联碱基，而TALEN结构域识别的是某特定的核苷酸。例如：某蛋白包括两个锌指结构域，可识别六个碱基；而当它包括两个TALEN结构域时即两个RVD，仅能识别两个碱基。此外，TALEN的RVD与碱基之间的对应关系与物种、细胞、DNA序列无关,并且设计简单，成本低，与ZFN相比活性更高.3. 上下文依赖效应：ZFN在识别DNA序列时，重复氨基酸之间会产生相互作用,也就是上下文依赖效应，从而使得识别的特异性发生了改变，影响基因修饰效率.还未见TALEN上下文依赖效应的相关报道。4. 对细胞的毒性效应:锌指酶切割DNA时易产生脱靶现象，对细胞产生
6、了毒副作用.TALEN脱靶情况较少，毒性小.例如:通过点对点地比较二者对人细胞内源基因CCR5的删除效果，发现在效率大体相同的情况下，目前实验数据显示TALE所产生的细胞毒性比ZFN小得多。5. 靶向基因序列长度：与ZFN相比,TALEN可以识别更长的靶基因序列。三、存在的问题与展望目前，ZFN技术还存在以下困惑：锌指蛋白结构域与DNA结合的特异性、亲和性有待提高；如何让解决ZFN的高效导入、可调控切、瞬时表达问题；ZFN对细胞的潜在综合作用需进行综合评价，并对引起的潜在免疫反应，尤其是针对于源于细菌的FokI结构域的客观评价。同样地,TALEN技术还存在以下问题：设计识别20个碱基含有1000多个氨基酸的TALEN蛋白，会引起机体的免疫应答,降低了其在细胞中的打靶效率;TALEN同样会产生脱靶的现象,可能由于细胞中染色体的状态引起，如TALEN技术对于异染色质化的基因无效； TALEN技术的应用主要集中在基因敲除方面，但是否适合大片段基因的插入尚不明确.ZFN、TALEN技术为人们定向改造基因提供了基础，但相关应用还处于初级阶段,但他们在转基因动、植物的研究方面尤其是TALEN技术在基因治疗上仍然显示出了巨大的应用价值.2012年Science 在评述中把TALEN称为基因组的“巡航导弹”，还大胆预测TALEN技术将成为所有分子生物学实验室都要掌握的基本实验技能。
