经典力作|颜宁-TALE识别DNA的分子基础
编者按：总是会有人说，周杰伦的经典歌曲是《稻香》，《双节棍》等；刘德华的《忘情水》，《来生缘》等，这些歌曲都是百听不厌，常听常新的，而且听起来的感觉都是不一样的。但是，怎么评价学术界的经典文章或者是成名作呢？有的人认为，发的影响因子越高越好，这样就是经典文章。但是，iNature认为，作为经典文章，肯定使用的人很多，而且看的人也是拍手叫绝，所以我们是根据总引用量，来客观的评价一篇文章。今天就推出颜宁最高引用量的一篇文章（非综述类），以雍读者。
iNature：通过植物病原细菌分泌的TAL（转录激活物样）效应物通过串联重复的中心结构域识别宿主DNA序列。 每个重复包含33至35个保守氨基酸，并通过使用位于第12和13位的两个高度可变残基[称为重复变异双残基（RVD）]来靶向特异性碱基对。这里，颜宁研究组报告了11.5个-重复TAL效应子的晶体结构（包括 无DNA和DNA结合状态)。 每个TAL重复包括由短的含RVD循环连接的两个螺旋。 11.5重复形成右手超螺旋结构，沿着DNA双链体的有义链走向，RVD与主沟接触。 第12个残基稳定了RVD环，而第13个残基形成了碱特异性接触。 通过TAL效应器了解DNA识别，可以促进DNA结合蛋白的生物技术应用的合理设计。
TAL（转录激活子样效应物）（TALEs）是由黄单胞杆菌属细菌分泌的主要毒力因子，导致植物如水稻和棉花中的疾病【1-4】。也称为AvrBs3 / PthA家族效应物【5,6】的TALE，通过III型分泌系统注入植物细胞，并通过特异性靶基因的转录激活干扰细胞活性【1,7-9】。 TALE共享一个共同的组织结构，使他们能够进入细胞核，并作为转录激活物【10-13】。
TALE的RVD识别碱基序列的密码
TALE的中心DNA结合结构域由1.5至33.5个串联重复（TAL重复）组成，每个重复识别一个特定的DNA碱基对【14,15】。每个TAL重复包含33至35个，大多数为34个高度保守的氨基酸【16,17】。在每个重复中，位置12和13（也被称为RVDs用于重复可变缺失）的两个高变残基赋予DNA识别特异性【14,15】。 RVDs的DNA识别代码已被实验【14】和计算【15】方法所解读。经常出现的RVD His / Asp（HD），Asn / Gly（NG）和Asn / Ile（NI）分别识别胞嘧啶（C），胸腺嘧啶（T）和腺嘌呤（A）【1,18】。
无DNA结合的dHax3结构
通过TAL重复的DNA结合是模块化的，允许通过装配具有设计的RVD的TAL重复序列来工程化TALE-DNA结合蛋白，例如用于靶向基因激活【14,18,19】。尽管有这些进展，TAL如何重复特异性识别DNA仍然未知。
dHax3结合DNA的结构
颜宁研究组通过人工设计的TAL效应物，dHax3【20】， 含有11.5TAL重复的dHax3（残基270至703）的中心结构域在空间群C2221【21】中结晶。每个TAL重复包括由短的含RVD循环连接的两个螺旋。 11.5重复形成右手超螺旋结构，沿着DNA双链体的有义链走向，RVD与主沟接触。 第12个残基稳定了RVD环，而第13个残基形成了碱特异性接触。
TALE重复结构识别DNA
颜宁课题组的研究代表了通过TAL重复序列特异性DNA识别全面合理化的一个步骤。 还有很多问题。 还有待观察的是，每一次11次重复的排列是否是dHax3或所有TAL重复序列的共同特征所独有。 尽管碱基T是重复“0”【14,20】所必需的，但是我们的DNA结合dHax3的结构并没有提供直观的线索，因为位置0处的T不是由N末端结构域或相邻的 重复。 尽管如此，通过TAL重复的模块化，碱基特异性识别的可视化可以极大地促进具有一系列实用应用的新型DNA结合蛋白的合理设计。
文章链接：
http://science.sciencemag.org/content/335/6069/720.full
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