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生物物理所展现III型CRISPR-Cas体系免疫机制

文章泉源:生物物理研讨所   公布工夫:2018-12-03  【字号:     】  

  11月29日,《细胞》(Cell)杂志在线颁发了2018注册免费送白菜_可靠平台生物物理研讨所王美丽课题组和章新政课题组互助的研讨论文“Structure Studies of the CRISPR-Csm Complex Reveal Mechanism of Co-transcriptional Interference”。该事情剖析了差别形态的III-A型CRISPR-Cas体系效应复合物Csm的布局,并联合体内和体外的功效实行,体系地论述了III型CRISPR-Cas体系抵抗外源核酸的分子机制。王美丽课题组不停努力于CRISPR-Cas体系抗病毒作用机理的研讨,后期研讨展现了CRISPR-Cas体系的紧张作用机理(Nature 2014, Cell 2015, Cell Res. 2016, Cell 2017a, Cell 2017b, Mol. Cell 2017),这也是王美丽组和章新政组恒久互助 (Cell Res 2016, Cell 2017b)获得的另一紧张希望。

  CRISPR-Cas体系是原核生物中遍及存在的一种由RNA介导的得到性免疫体系。此中,III型CRISPR-Cas体系是现在发明的全部CRISPR-Cas体系中最陈腐、最庞大的一类。III型CRISPR-Cas体系中的A亚型具有一个称为Csm的效应复合物,它由多个Cas卵白与crRNA配合构成。差别于别的CRISPR 效应复合物,Csm复合物不但可以或许切割与crRNA互补的目标RNA,并且目标RNA的联合可以激活Csm复合物孕育发生两种新的酶活性,即转录历程中的ssDNA的切割以及分解环状寡聚腺苷酸(cOA)的活性。cOA作为第二信使可以激活Csm6,非特异性降解RNA。但是,现在III-A型CRISPR-Cas体系的Csm效应复合物组装方法、辨认“自我”与“非我”DNA,以及激活Csm1的DNA酶和腺苷酸环化酶的活性平分子机理仍不清晰。

  该项研讨报道了嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)III-A型效应复合物Csm的高辨别率晶体布局,以及Csm与差别范例的目标RNA及ATP的七种差别底物联合形态的、近原子辨别率的冷冻电镜布局。研讨评释Csm复合物由Csm1-5五种卵白亚基和一条crRNA配合构成,并发明Csm复合物的构成将随着crRNA的长度变革而产生变革,但是5种Csm卵白的构成不停遵照Csm112n3n+14151的纪律。该研讨选取了3’互补以及非互补的目标RNA,发明目标RNA与crRNA在(-2)-(-5)位能否互补配对是激活Csm1切割ssDNA以及分解cOA的要害要素。并且,研讨发明3’非互补的目标RNA的联合招致Csm1部分地区的构象变革,从而经过别构效应激活Csm1的DNA酶和腺苷酸环化酶的活性。该研讨是CRISPR-Cas体系抗病毒机理的又一庞大打破,进一步分析多卵白构成的效应复合物辨认和切割外源核酸的分子机制,并为开辟III型CRISPR体系作为使用东西打下紧张的实际底子。

  王美丽和章新政为该文的配合通讯作者。王美丽组的尤李兰(博士生)、王久宇(副研讨员)及章新政组的马军(副研讨员)为该文的配合第一作者,该研讨失掉科技部、国度天然迷信基金、澳门送彩金网站战略性先导科技专项(B类)、国度“青年千人方案”项目以及HHMI-Wellcome基金的赞助,上海同步辐射光源、生物物理所生物成像中央和同位素实行室为该研讨提供了技能支持。

  文章链接

 

  III-A型CRISPR-Cas体系中Csm复合物的布局生物学研讨。A. Csm-cognate target RNA-AMPPNP复合物的电镜布局。B. III-A型CRISPR-Cas体系抵抗外源核酸入侵的形式图。




(责任编辑:叶瑞优)

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