Suppr超能文献

结构的第五型 CRISPR-Cas 效应酶。

Structure of the type V-C CRISPR-Cas effector enzyme.

机构信息

Department of Biological Sciences, Graduate School of Science, The University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan.

Structural Biology Division, Research Center for Advanced Science and Technology, The University of Tokyo, 4-6-1 Komaba, Meguro-ku, Tokyo 153-8904, Japan.

出版信息

Mol Cell. 2022 May 19;82(10):1865-1877.e4. doi: 10.1016/j.molcel.2022.03.006. Epub 2022 Apr 1.

Abstract

RNA-guided CRISPR-Cas nucleases are widely used as versatile genome-engineering tools. Recent studies identified functionally divergent type V Cas12 family enzymes. Among them, Cas12c2 binds a CRISPR RNA (crRNA) and a trans-activating crRNA (tracrRNA) and recognizes double-stranded DNA targets with a short TN PAM. Here, we report the cryo-electron microscopy structures of the Cas12c2-guide RNA binary complex and the Cas12c2-guide RNA-target DNA ternary complex. The structures revealed that the crRNA and tracrRNA form an unexpected X-junction architecture, and that Cas12c2 recognizes a single T nucleotide in the PAM through specific hydrogen-bonding interactions with two arginine residues. Furthermore, our biochemical analyses indicated that Cas12c2 processes its precursor crRNA to a mature crRNA using the RuvC catalytic site through a unique mechanism. Collectively, our findings improve the mechanistic understanding of diverse type V CRISPR-Cas effectors.

摘要

RNA 引导的 CRISPR-Cas 核酸酶被广泛用作多功能基因组工程工具。最近的研究鉴定了功能不同的 V 型 Cas12 家族酶。其中,Cas12c2 结合 CRISPR RNA(crRNA)和反式激活 crRNA(tracrRNA),并通过短的 TN PAM 识别双链 DNA 靶标。在这里,我们报告了 Cas12c2 指导 RNA 二元复合物和 Cas12c2 指导 RNA-目标 DNA 三元复合物的低温电子显微镜结构。这些结构表明,crRNA 和 tracrRNA 形成了一种意想不到的 X 型连接结构,Cas12c2 通过与两个精氨酸残基的特异性氢键相互作用来识别 PAM 中的单个 T 核苷酸。此外,我们的生化分析表明,Cas12c2 使用 RuvC 催化位点通过独特的机制将其前体 crRNA 加工成成熟的 crRNA。总的来说,我们的发现提高了对不同类型 V CRISPR-Cas 效应物的机制理解。

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