近期，西北农林科技大学的研究人员在《PNAS》杂志上发表题为“TALE nickase-mediated SP110 knockin endows cattle with increased resistance to tuberculosis”的学术论文。在这项研究中，研究人员把小鼠基因SP110通过一种称为转录激活样效应因子核酸酶调控的基因组修饰方法，插入到牛的基因组中，得到了一种转基因牛，它表现出了对牛结核菌感染的抗性，牛结核菌是造成动物与人结核病的一种细菌。
通过同源重组的基因打靶，可以精确地修饰基因组，已被广泛用于基因功能研究和生产转基因动物。转录激活子样效应因子核酸酶（TALEN）是一种可编程的核酸酶，包含一个FokI核酸酶结构域和一个来源于植物病原菌黄单胞菌、被称为“转录激活因子样效应因子”的DNA结合域。TALEN可诱导基因组中一个精确的、定义的位置的双链断裂（DSB），从而在DSBs被非同源末端连接（NHEJ）修复错误时导致不可预料的基因突变。
此外，TALEN也可以用于结合专门设计的外源供体DNA，来产生大规模的缺失、基因中断、DNA增加或单个核苷酸变化。在过去的两年当中，已有众多关于“TALEN介导的基因敲除”的例子报道，但成功的敲入（knockins）是罕见的。TALEN介导的位点特异性转基因技术已成功地应用于模型动物，甚至大型家畜，如猪和牛。然而，据我们所知，利用TALENs技术的基因敲入转基因牛还没有相关报道。
结核病是由牛结核分枝杆菌（Mycobacterium bovis）引起的一种人畜共患病，可由动物传播给人类以及在人类之间进行传播。它是全球公共卫生和农业的一种严重威胁。牛结核病在世界各地是广泛分布的，目前在非洲和亚洲的许多不发达地区，并没有有效的计划来消除或控制这种疾病。因此，这些地区迫切需要更广泛而有效的牛结核病控制研究。小鼠SP110基因是结核分枝杆菌（MTB）感染控制过程中一个有希望的候选基因。SP110可以控制巨噬细胞中的结核分枝杆菌生长，并诱导感染细胞的细胞凋亡。
在这项研究中，研究人员通过同源重组的转录激活因子样效应因子（TALE）切口酶介导，成功实现了SP110核体蛋白基因（SP110）的敲入，从而产生了抗结核的转基因牛。体外和体内的转染实验表明，转基因牛能够控制牛分枝杆菌的生长和增殖，打开细胞死亡的凋亡通路，而不是感染后坏死，并有效抵抗结核病患牛在自然界的低剂量结核分枝杆菌传播。
在这项研究中，研究人员开发了转录激活因子样效应（TALE）切口酶技术，将一个小鼠SP110基因插入到荷斯坦牛的基因组中。因此，TALEN是这一重要家畜靶向基因改造的一个有效工具。此外，本研究的结果还有助于牛结核病的控制。
