《Cell Metabolism》杂志发表中国科学家利用TALEN技术研究肿瘤抑制基因PTENα的重大进展

　　

北大医学部的尹玉新组利用TALEN技术深入研究PTEN的同型蛋白质PTENα的过程中，发现该种蛋白质在线粒体的新陈代谢中发挥重要作用。该研究成果以题为“PTENα, a PTEN Isoform Translated through Alternative Initiation, Regulates Mitochondrial Function and Energy Metabolism”的论文形式发表在近日的《Cell Metabolism》杂志上（IF: 14.62）。

PTEN是一种强有力的肿瘤抑制基因，在人类肿瘤病变过程中经常发生突变。生殖细胞系中的PTEN突变和癌症敏感性疾病有关，比如戈登综合症，其特点是会产生多种错构瘤。PTEN对肿瘤强有力的抑制能力已经在很多动物实验中得到验证，其中PTEN的缺失能够导致多种类型肿瘤的产生，与人类涉及到PTEN突变的癌症类型相似。

PTENα蛋白(一种在PTEN蛋白N-端有扩展形式的蛋白质)在体内诱导了细胞色素C氧化酶活性和线粒体中ATP的产生。PTENα与经典的PTEN相互作用，可增强PINK1蛋白质水平并促进能量产生。研究人员使用TALEN技术敲除PTENα基因，观察到PTENα缺陷细胞的线粒体呼吸链功能被损害。PTEN缺失还会造成神经缺陷和新陈代谢失调，这意味着PTEN的功能不仅仅局限于肿瘤抑制。PTEN家族参与了包括真核生成、组织稳定、新陈代谢和肿瘤抑制等多种细胞进程，当PTEN缺失时会导致发展缺陷和真核细胞致死。

TALEN技术（Transcription activator–like effector Nuclease）是一种新的靶向基因修饰技术，TALE蛋白的氨基酸序列与靶位点的核酸序列具有恒定的对应关系。研究者通过组合各类模块，可针对任意核酸靶序列构建特异TALE蛋白，在TALE后加入FokI等非限制性内切酶可形成TALEN，即可特异位点产生双链断裂，进而对该位点进行多种DNA操作，如基因敲除、基因敲入、定点突变。此外，还可以对microRNA和lncRNA进行基因修饰。该技术成功解决了RNAi技术中基因沉默效率低下的问题，同时克服了锌指核酸酶（ZFN）技术筛选复杂、成本过高的缺点，也避免了CRISPR/Cas9严重脱靶的现象，使靶向基因修饰变得更为高效和便捷。TALEN技术现已成功应用于动物、植物、微生物等多种生物，已突破了基因序列、细胞类型和物种的限制。过去，将高度重复的TALE模块连接在一起相当困难，而斯丹赛公司的专利产品FastTALE™ TALEN kit的出现彻底解决了这个难题，可以在短时间内高效、快速、便捷地完成TALEN的构建。

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