TAL Effectors: Tools for DNA Targeting
TAL efektory: nástroje specificky vázající DNA
bachelor thesis (DEFENDED)
View/ Open
Permanent link
http://hdl.handle.net/20.500.11956/56618Identifiers
Study Information System: 131116
Collections
- Kvalifikační práce [19114]
Author
Advisor
Referee
Černý, Jan
Faculty / Institute
Faculty of Science
Discipline
Molecular Biology and Biochemistry of Organisms
Department
Department of Cell Biology
Date of defense
11. 6. 2013
Publisher
Univerzita Karlova, Přírodovědecká fakultaLanguage
English
Grade
Excellent
Keywords (Czech)
Cílené genové modifikace, TAL efektory, TALEN, vazba DNA, genové inženýrství, endonukleáza, XanthomonasKeywords (English)
gene editing, TAL effectors, TALEN, DNA modification, DNA binding, endonuclease, Xanthomonas, engineeringPřes dvacet let trvající výzkum interakcí fytopatogenních bakterií rodu Xanthomonas s jejich hostiteli vyústil objevem nové proteinové rodiny nazvané Transcription Activator like (TAL) efektory. TAL efektory jsou hlavní faktory virulence umožňující rozmnožování a následné šíření bakterií změnami genové exprese rostlinných buněk. TAL efektory rozpoznávají prostřednictvím struktury jejich DNA-vazebné domény specifické sekvence v promotorech hostitelských genů, jejichž transkripci následně aktivují. DNA-vazebná doména obsahuje krátké repetitivní peptidové moduly, které obtáčejí dvouvláknovou DNA a vytvářejí tak unikátní strukturní motiv. Jednotlivé moduly rozpoznávají po sobě jdoucí nukleotidy v cílové sekvenci prostřednictvím jedné ze dvou polymorfních aminokyselin ve smyčce kontaktující velký žlábek DNA. Dvojce těchto aminokyselin určují rozpoznávané nukleotidy takto: NI > A, HD > C, NH > G, NG > T a NN > A nebo G. Tento jednoduchý kód umožňuje přípravu umělých TAL DNA-vazebných domén s požadovanou sekvenční specifitou během jednoho týdne s minimálními náklady. Umělé TAL domény spojené s nukleázovou nebo aktivační doménou nacházejí uplatnění ve výzkumu, biotechnologii a genové terapii pro cílené genové modifikace a pro regulaci genové exprese. TAL efektor nukleázy (TALENy) umožňují provádět cílené genové...
Two decades of research on interactions between Xanthomonas phytopathogenic bacteria and their hosts resulted in discovery of a novel Transcription Activator-Like Effector (TALE) protein family, which confers bacterial virulence in plants. TALEs bind selectively to plant promoters and activate expression of cognate genes enabling bacterial reproduction and dissemination. TALEs mediate recognition of specific promoter boxes in a simple and predictable manner. The TALE central repeat domain contains tandem repeats, which specifically contact single consecutive nucleotides in the target sequence via polymorphic amino acid residues. Repeats stack together in an unique right-handed superhelical assembly, which wraps around the DNA duplex. Validated TALE-DNA binding code shows, that two polymorphic amino acids NI, HD, NH, NG and NN in each repeat mediate recognition of A, C, G, T and A/G, respectively. The order of repeats determines recognized sequence in DNA sense strand. Custom TALE DNA-binding domains with desired specificities can be created within one week at low cost. Such designed domains fused to nuclease or activation domains are useful in research, biotechnology and gene-therapy for targeted gene editing and gene regulation. Notably, gene editing with custom-designed TALE nucleases (TALENs) allows for...