基因编辑（Gene editing）技术是指在特定向导物的引导下,核酸内切酶或核酸修饰酶结合到目标DNA上,将特定目标DNA序列进行人为改造,以获得可预期的新序列的技术。随着社会科技进步,基因编辑技术逐渐成为与我们的生活息息相关的一项技术,从基本基因功能与生命过程研究到动植物遗传育种、抗病抗虫,再到疾病模型的构建、疾病诊断和人类疾病的治疗。近十多年来,基因编辑技术层出不穷,又各有优劣,先后出现了大范围核酸内切酶（Meganuclease,MGN）技术、锌指核酸酶（zinc finger nuclease,ZFN）技术、转录激活因子样效应物核酸内切酶（Transcription activator-like effector nucleases,TALEN）技术、规律间隔成簇短回文重复序列（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats,CRISPR）技术,以及围绕这些技术开发的新型单碱基编辑、先导编辑等技术。其中CRISPR技术和TALEN技术应用最为广泛。CRISPR技术为简单易行,目前被开发为各种工具,成功应用于生命科学、农业、医疗等各个领域。但CRISPR技术的使用的编辑系统以RNA蛋白复合物发挥作用、体积大、脱靶率高,以及受限于原始间隔相邻基序（protospacer adjacent motif,PAM）等因素,限制其应用。相比之下,TALEN具有高效、低脱靶、体积小和靶点范围广等优势,已被开发用于靶向基因组编辑、转录调控、表观遗传修饰和位点特异性DNA成像等领域。TALEN由DNA特异结合的结构域与内切酶Fok I结构域组成,其中DNA结合的结构域包含一段串联排列的重复序列,每个重复包含34个氨基酸,其中在第12/13位氨基酸不同,赋予了每个重复不同的核苷酸识别能力。一对TALEN可实现Fok I的二聚化,并在靶位点进行切割,实现基因编辑。但TALEN技术的模块组装较为复杂,耗时较长,不利于其广泛使用。本课题研究目的在于开发一种设计简单、组装方便、经济性高的TALE模块组装方法,使更多实验室能够轻易掌握TALEN技术,并将其应用于各个领域的研究中。TALE模块组装的难点在于每个模块氨基酸序列高度重复,对应的基因序列也高度重复。目前的技术难以实现精确的高度重复序列的扩增以及组装。这里,我们采用的技术方法为利用密码子简并性原理,对不同TALE模块重复的氨基酸设计不同的密码子,这样达到降低TALE基因片段的重复性,实现快速、简便、高效和经济的TALE组装系统。主要过程包括:首先构建64组三联体载体库,每个三联体载体可编码识别NNN DNA序列的TALE三重复单元;然后根据目标DNA序列从库中调出三联体载体做模板,按顺序进行PCR扩增,每对引物引物前后具有不重复的20 bp重叠区;再将收集所有PCR片段,将其与酶切载体进行等温重组（Isothermal recombination）或金门（Golden gate）连接;最后通过转化细菌、鉴定以及扩大载体。使用这个方法可将TALE基因重复序列降低三倍,可实现高效载体组装。整个过程从序列分析到完成组装仅需2小时,使用常用分子生物学试剂,具有设计简单、组装快捷、成本低廉等优点,其构建方便程度可以CRISPR相媲美,使TALEN技术更加方便地为科研人员掌握,使其便于在科学研究、疾病治疗等领域发挥更大作用。