TALEN

Die Kurzform (Akronym) TALEN steht für die englischen Begriffe „Transcription Activator-Like Effector Nuclease“, zu Deutsch etwa „transkriptionsaktivatorartige Effektornuklease“ oder „TAL-Effektor Nuklease“. Es handelt sich um Proteine bzw. Restriktionsenzyme, die in der Molekularbiologie zur Veränderung von Genomen (Erbgut) eingesetzt werden und daher zu den modernen Methoden der Genom-Editierung – auch Genome Editing genannt – zählen.

TALEN kann spezifische Zielsequenzen im Genom erkennen und dort die DNA-Stränge schneiden. Es wirkt daher wie eine Zinkfingernuklease (ZFN) oder CRISPR/Cas-Systeme. TALEN besteht aus einem Sequenz-erkennenden (TALE-Protein) und einem schneidenden Element (Nuklease). Da Nukleasen immer nur als Paar schneiden können, sind immer zwei TALEN-Moleküle für den Schnitt im Erbgut nötig. Man kann sich das im übertragenen Sinn wie eine Schere vorstellen, die auch zwei Scherenblätter für den Schnitt benötigt. Der Vorteil von TALEN ist jedoch, dass die „Schere“ spezifische DNA-Sequenzen erkennt und nur hier schneidet. Dafür sind TALE-Domänen verantwortlich, die jeweils eine bestimmte DNA-Base (A, C, G oder T) erkennen und an ihr binden. Diese Zielsequenzen können ForscherInnen frei festlegen, indem sie verschiedene TALE-Domänen aneinanderkoppeln. Nach getaner Arbeit werden die TALEN-Proteine in den Zellen vollständig abgebaut. Da beim Verfahren keine fremden Nukleinsäuren in das Genom der Zielzellen eingebaut werden, entstehen durch den Einsatz von TALEN auch keine transgenen Organismen.

Die TALE-Proteine stammen ursprünglich aus pflanzenpathogenen Xanthomonas-Bakterien, die damit den Stoffwechsel von Wirtspflanzen beeinflussen. Die Proteine binden im Zellkern der Pflanzenzelle an spezielle Zielsequenzen und aktivieren dadurch die Transkription der Zielgene. Beim Genom-Editierungswerkzeug TALEN hat man den aktivierenden Teil der Proteine entfernt und durch eine Nuklease ersetzt, damit am Zielort die DNA-Stränge aufgeschnitten werden. An dieser Stelle können dann Gene ausgeschaltet, entfernt oder neue Gene eingebaut werden.

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