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Characterization and of Ralstonia TAL-Like DNA-Binding Specificities Effectors

Molecular Plant 2013年第4期6卷 1318-1330页

作者： Lixin Li Ahmed Atef Agnieszka Piatek Zahir Ali Marek Piatek Mustapha Aouida Altanbadralt Sharakuu Ali Mahjoub Guangchao Wang Suhail Khan Nina V. Fedoroff Jian-Kang Zhu Magdy M. Mahfouz Center for Desert Agriculture King Abdullah University of Science and Technology Thuwal 23955-6900 Kingdom of Saudi Arabia Department of Biological Sciences Faculty of Sciences King Abdulaziz University PO Box 80203 Jeddah 21589 Kingdom of Saudi Arabia Imaging Core Laboratory King Abdullah University of Science and Technology Thuwal 23955-6900 Kingdom of Saudi Arabia Department of Horticulture and Landscape Architecture Purdue University West Lafayette IN 47907 USA

Transcription activator-like effectors （tales） from Xanthomonas sp. have been used as customizable DNA- binding modules for genome-engineering applications, Ralstonia solanacearum tale-like proteins （RTLs） exhibit similar structural features to tales, including a central DNA-binding domain composed of 35 amino acid-long repeats. Here, we characterize the RTLs and show that they localize in the plant cell nucleus, mediate DNA binding, and might function as transcriptional activators. RTLs have a unique DNA-binding architecture and are enriched in repeat variable di-residues （RVDs）, which determine repeat DNA-binding specificities. We determined the DNA-binding specificities for the RVD sequences ND, HN, NP, and NT. The RVD ND mediates highly specific interactions with C nucleotide, HN interacts spe- cifically with A and G nucleotides, and NP binds to C, A, and G nucleotides. Moreover, we developed a highly efficient repeat assembly approach for engineering RTL effectors. Taken together, our data demonstrate that RTLs are unique DNA-targeting modules that are excellent alternatives to be tailored to bind to user-selected DNA sequences for targeted genomic and epigenomic modifications. These findings will facilitate research concerning RTL molecular biology and RTL roles in the pathogenicity of Ralstonia spp.

关键词： Ralstonia solanacearum genome engineering TAL effectors tale activators and repressors tale nucleases (taleNs) targeted genome modifications.

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