• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

基于结构的抗 CRISPR 蛋白的功能机制和生物技术应用。

Structure-based functional mechanisms and biotechnology applications of anti-CRISPR proteins.

机构信息

Structural Biology Program, Memorial Sloan Kettering Cancer Center, New York, NY, USA.

Department of Biochemistry, School of Medicine, Southern University of Science and Technology, Shenzhen, China.

出版信息

Nat Rev Mol Cell Biol. 2021 Aug;22(8):563-579. doi: 10.1038/s41580-021-00371-9. Epub 2021 Jun 4.

DOI:10.1038/s41580-021-00371-9
PMID:34089013
Abstract

CRISPR loci and Cas proteins provide adaptive immunity in prokaryotes against invading bacteriophages and plasmids. In response, bacteriophages have evolved a broad spectrum of anti-CRISPR proteins (anti-CRISPRs) to counteract and overcome this immunity pathway. Numerous anti-CRISPRs have been identified to date, which suppress single-subunit Cas effectors (in CRISPR class 2, type II, V and VI systems) and multisubunit Cascade effectors (in CRISPR class 1, type I and III systems). Crystallography and cryo-electron microscopy structural studies of anti-CRISPRs bound to effector complexes, complemented by functional experiments in vitro and in vivo, have identified four major CRISPR-Cas suppression mechanisms: inhibition of CRISPR-Cas complex assembly, blocking of target binding, prevention of target cleavage, and degradation of cyclic oligonucleotide signalling molecules. In this Review, we discuss novel mechanistic insights into anti-CRISPR function that have emerged from X-ray crystallography and cryo-electron microscopy studies, and how these structures in combination with function studies provide valuable tools for the ever-growing CRISPR-Cas biotechnology toolbox, to be used for precise and robust genome editing and other applications.

摘要

CRISPR 基因座和 Cas 蛋白为原核生物提供了针对入侵噬菌体和质粒的适应性免疫。作为回应,噬菌体进化出了广泛的抗 CRISPR 蛋白(抗 CRISPRs)来对抗和克服这种免疫途径。迄今为止,已经鉴定出许多抗 CRISPRs,它们可以抑制单亚基 Cas 效应物(在 CRISPR 类 2、2 型、V 和 VI 系统中)和多亚基级联效应物(在 CRISPR 类 1、I 和 III 系统中)。结合体外和体内功能实验,对与效应物复合物结合的抗 CRISPRs 的晶体学和低温电子显微镜结构研究,确定了四个主要的 CRISPR-Cas 抑制机制:抑制 CRISPR-Cas 复合物组装、阻止靶结合、防止靶切割和降解环状寡核苷酸信号分子。在这篇综述中,我们讨论了 X 射线晶体学和低温电子显微镜研究中出现的抗 CRISPR 功能的新机制见解,以及这些结构如何与功能研究一起为不断增长的 CRISPR-Cas 生物技术工具箱提供有价值的工具,用于精确和稳健的基因组编辑和其他应用。

相似文献

1
Structure-based functional mechanisms and biotechnology applications of anti-CRISPR proteins.基于结构的抗 CRISPR 蛋白的功能机制和生物技术应用。
Nat Rev Mol Cell Biol. 2021 Aug;22(8):563-579. doi: 10.1038/s41580-021-00371-9. Epub 2021 Jun 4.
2
CRISPR RNA and anti-CRISPR protein binding to the Csy1-Csy2 heterodimer in the type I-F CRISPR-Cas system.I-F 型 CRISPR-Cas 系统中 CRISPR RNA 与抗 CRISPR 蛋白结合到 Csy1-Csy2 异二聚体上。
J Biol Chem. 2018 Feb 23;293(8):2744-2754. doi: 10.1074/jbc.RA117.001611. Epub 2018 Jan 18.
3
Applications of Anti-CRISPR Proteins in Genome Editing and Biotechnology.抗 CRISPR 蛋白在基因组编辑和生物技术中的应用。
J Mol Biol. 2023 Jul 1;435(13):168120. doi: 10.1016/j.jmb.2023.168120. Epub 2023 Apr 24.
4
Potent Cas9 Inhibition in Bacterial and Human Cells by AcrIIC4 and AcrIIC5 Anti-CRISPR Proteins.AcrIIC4 和 AcrIIC5 抗 CRISPR 蛋白在细菌和人类细胞中对 Cas9 的强效抑制作用。
mBio. 2018 Dec 4;9(6):e02321-18. doi: 10.1128/mBio.02321-18.
5
Structural insights into the inactivation of the type I-F CRISPR-Cas system by anti-CRISPR proteins.结构洞察 I 型 CRISPR-Cas 系统被抗 CRISPR 蛋白失活的机制。
RNA Biol. 2021 Nov 12;18(sup2):562-573. doi: 10.1080/15476286.2021.1985347. Epub 2021 Oct 4.
6
Current Updates of CRISPR/Cas System and Anti-CRISPR Proteins: Innovative Applications to Improve the Genome Editing Strategies.CRISPR/Cas 系统和抗 CRISPR 蛋白的最新进展:创新应用以改善基因组编辑策略。
Int J Nanomedicine. 2024 Oct 9;19:10185-10212. doi: 10.2147/IJN.S479068. eCollection 2024.
7
Anti-CRISPRs: Protein Inhibitors of CRISPR-Cas Systems.抗 CRISPR 蛋白:CRISPR-Cas 系统的蛋白抑制剂。
Annu Rev Biochem. 2020 Jun 20;89:309-332. doi: 10.1146/annurev-biochem-011420-111224. Epub 2020 Mar 18.
8
Bacteriophages suppress CRISPR-Cas immunity using RNA-based anti-CRISPRs.噬菌体利用基于 RNA 的抗 CRISPR 来抑制 CRISPR-Cas 免疫。
Nature. 2023 Nov;623(7987):601-607. doi: 10.1038/s41586-023-06612-5. Epub 2023 Oct 18.
9
Mechanistic insights into the inhibition of the CRISPR-Cas surveillance complex by anti-CRISPR protein AcrIF13.抗 CRISPR 蛋白 AcrIF13 抑制 CRISPR-Cas 监测复合物的机制研究。
J Biol Chem. 2022 Mar;298(3):101636. doi: 10.1016/j.jbc.2022.101636. Epub 2022 Jan 25.
10
Phage Against the Machine: Discovery and Mechanism of Type V Anti-CRISPRs.噬菌体对抗机器:V 型抗 CRISPR 系统的发现与机制。
J Mol Biol. 2023 Apr 1;435(7):168054. doi: 10.1016/j.jmb.2023.168054. Epub 2023 Mar 18.

引用本文的文献

1
Lytic bacteriophages as alternative to overcoming antibiotic-resistant biofilms formed by clinically significant bacteria.裂解性噬菌体作为克服由具有临床意义的细菌形成的抗生素抗性生物膜的替代方法。
Ther Adv Infect Dis. 2025 Jul 18;12:20499361251356057. doi: 10.1177/20499361251356057. eCollection 2025 Jan-Dec.
2
Mechanism of Cas9 inhibition by AcrIIA11.AcrIIA11对Cas9的抑制机制。
Nucleic Acids Res. 2025 Apr 22;53(8). doi: 10.1093/nar/gkaf318.
3
CRISPR-based gene editing technology and its application in microbial engineering.

本文引用的文献

1
An AAV-based, room-temperature-stable, single-dose COVID-19 vaccine provides durable immunogenicity and protection in non-human primates.一种基于腺相关病毒的、室温稳定的、单剂量 COVID-19 疫苗在非人类灵长类动物中提供了持久的免疫原性和保护作用。
Cell Host Microbe. 2021 Sep 8;29(9):1437-1453.e8. doi: 10.1016/j.chom.2021.08.002. Epub 2021 Aug 7.
2
Anti-CRISPR AcrIF9 functions by inducing the CRISPR-Cas complex to bind DNA non-specifically.抗 CRISPR AcrIF9 通过诱导 CRISPR-Cas 复合物非特异性地结合 DNA 而发挥作用。
Nucleic Acids Res. 2021 Apr 6;49(6):3381-3393. doi: 10.1093/nar/gkab092.
3
Mobile element warfare via CRISPR and anti-CRISPR in Pseudomonas aeruginosa.
基于CRISPR的基因编辑技术及其在微生物工程中的应用。
Eng Microbiol. 2023 Jun 20;3(4):100101. doi: 10.1016/j.engmic.2023.100101. eCollection 2023 Dec.
4
Insight into the natural regulatory mechanisms and clinical applications of the CRISPR-Cas system.对CRISPR-Cas系统的天然调控机制及临床应用的洞察。
Heliyon. 2024 Oct 18;10(20):e39538. doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e39538. eCollection 2024 Oct 30.
5
Single phage proteins sequester signals from TIR and cGAS-like enzymes.单一噬菌体蛋白可从 TIR 和 cGAS 样酶中隔离信号。
Nature. 2024 Nov;635(8039):719-727. doi: 10.1038/s41586-024-08122-4. Epub 2024 Oct 30.
6
The vibriophage-encoded inhibitor OrbA abrogates BREX-mediated defense through the ATPase BrxC.弧菌噬菌体编码的抑制剂 OrbA 通过 ATP 酶 BrxC 破坏 BREX 介导的防御。
J Bacteriol. 2024 Nov 21;206(11):e0020624. doi: 10.1128/jb.00206-24. Epub 2024 Oct 15.
7
Current Updates of CRISPR/Cas System and Anti-CRISPR Proteins: Innovative Applications to Improve the Genome Editing Strategies.CRISPR/Cas 系统和抗 CRISPR 蛋白的最新进展:创新应用以改善基因组编辑策略。
Int J Nanomedicine. 2024 Oct 9;19:10185-10212. doi: 10.2147/IJN.S479068. eCollection 2024.
8
Versatile plant genome engineering using anti-CRISPR-Cas12a systems.利用抗CRISPR-Cas12a系统进行多功能植物基因组工程
Sci China Life Sci. 2024 Dec;67(12):2730-2745. doi: 10.1007/s11427-024-2704-7. Epub 2024 Aug 15.
9
CRISPR-repressed toxin-antitoxin provides herd immunity against anti-CRISPR elements.CRISPR抑制的毒素-抗毒素系统提供针对抗CRISPR元件的群体免疫。
Nat Chem Biol. 2025 Mar;21(3):337-347. doi: 10.1038/s41589-024-01693-3. Epub 2024 Jul 29.
10
Gene drives: an alternative approach to malaria control?基因驱动:控制疟疾的另一种方法?
Gene Ther. 2025 Jan;32(1):25-37. doi: 10.1038/s41434-024-00468-8. Epub 2024 Jul 22.
铜绿假单胞菌中通过 CRISPR 和抗 CRISPR 进行的移动元件战争。
Nucleic Acids Res. 2021 Feb 26;49(4):2114-2125. doi: 10.1093/nar/gkab006.
4
Anti-CRISPR AcrIE2 Binds the Type I-E CRISPR-Cas Complex But Does Not Block DNA Binding.抗 CRISPR 蛋白 AcrIE2 结合 I-E 型 CRISPR-Cas 复合物,但不阻止 DNA 结合。
J Mol Biol. 2021 Feb 5;433(3):166759. doi: 10.1016/j.jmb.2020.166759. Epub 2020 Dec 16.
5
Structural basis for inhibition of the type I-F CRISPR-Cas surveillance complex by AcrIF4, AcrIF7 and AcrIF14.I 型-F CRISPR-Cas 监测复合物被 AcrIF4、AcrIF7 和 AcrIF14 抑制的结构基础。
Nucleic Acids Res. 2021 Jan 11;49(1):584-594. doi: 10.1093/nar/gkaa1199.
6
Controlling and enhancing CRISPR systems.调控和增强 CRISPR 系统。
Nat Chem Biol. 2021 Jan;17(1):10-19. doi: 10.1038/s41589-020-00700-7. Epub 2020 Dec 16.
7
Structural basis for inhibition of an archaeal CRISPR-Cas type I-D large subunit by an anti-CRISPR protein.古菌 CRISPR-Cas I-D 型大亚基抑制作用的结构基础:抗 CRISPR 蛋白。
Nat Commun. 2020 Nov 25;11(1):5993. doi: 10.1038/s41467-020-19847-x.
8
A Type I-F Anti-CRISPR Protein Inhibits the CRISPR-Cas Surveillance Complex by ADP-Ribosylation.I 型 F 型抗 CRISPR 蛋白通过 ADP-核糖基化抑制 CRISPR-Cas 监测复合物。
Mol Cell. 2020 Nov 5;80(3):512-524.e5. doi: 10.1016/j.molcel.2020.09.015. Epub 2020 Oct 12.
9
DNA targeting by subtype I-D CRISPR-Cas shows type I and type III features.I 型 CRISPR-Cas 对亚类的 DNA 靶向作用显示出 I 型和 III 型的特征。
Nucleic Acids Res. 2020 Oct 9;48(18):10470-10478. doi: 10.1093/nar/gkaa749.
10
Structural and mechanistic insights into the CRISPR inhibition of AcrIF7.结构与机制视角下 CRISPR 对 AcrIF7 的抑制作用
Nucleic Acids Res. 2020 Sep 25;48(17):9959-9968. doi: 10.1093/nar/gkaa690.