Structural snapshots of R-loop formation by a type I-C CRISPR Cascade.
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DOI：
10.1016/j.molcel.2023.01.024
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发表时间：
2023-03-02
期刊：
影响因子：
16
通讯作者：
Taylor, David W.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
O'Brien, Roisin E.;Bravo, Jack P. K.;Ramos, Delisa;Hibshman, Grace N.;Wright, Jacquelyn T.;Taylor, David W.
I型CRISPR-Cas系统采用多亚基级联效应复合物靶向外来核酸以进行破坏。在这里，我们介绍了D. vulgaris type I-C Cascade在双链（ds）DNA靶捕获的各个阶段的变化，揭示了支持PAM识别和Cascade变构激活的机制。我们发现了一个有趣的机制，非目标链（NTS）DNA稳定通过堆叠与“腹部”亚基的相互作用，确保NTS的位置。这种“分子安全带”机制促进了有效的R环形成并防止dsDNA再退火。此外，我们提供了关于两种抗CRISPR（Acr）蛋白如何利用不同策略通过阻断PAM扫描来实现I-C型级联抑制的共享机制的结构见解。这些观察结果形成了定向R环形成的结构基础，并揭示了不同的Acr蛋白如何汇聚在共同的分子机制上，以有效地关闭CRISPR免疫。奥布莱恩（O 'Brien）等人显示了I-C型CRISPR-级联复合物如何选择性地识别和解旋DNA靶标，以及如何通过芳香族夹残基稳定被逐出的非靶标链。此外，揭示了两种不同的抗CRISPR蛋白靶向这一过程的机制。
Type I CRISPR-Cas systems employ multi-subunit Cascade effector complexes to target foreign nucleic acids for destruction. Here, we present structures of D. vulgaris type I-C Cascade at various stages of double-stranded (ds)DNA target capture, revealing mechanisms that underpin PAM recognition and Cascade allosteric activation. We uncover an interesting mechanism of non-target strand (NTS) DNA stabilization via stacking interactions with the “belly” subunits, securing the NTS in place. This “molecular seatbelt” mechanism facilitates efficient R-loop formation and prevents dsDNA reannealing. Additionally, we provide structural insights into how two anti-CRISPR (Acr) proteins utilize distinct strategies to achieve a shared mechanism of type I-C Cascade inhibition by blocking PAM scanning. These observations form a structural basis for directional R-loop formation and reveal how different Acr proteins have converged upon common molecular mechanisms to efficiently shut down CRISPR immunity. O’Brien et al. show how the type I-C CRISPR-Cascade complex selectively recognizes and unwinds DNA targets, and how the evicted non-target strand is stabilized via aromatic clamp residues. Furthermore, the mechanisms by which two distinct anti-CRISPR proteins target this process is revealed.
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影响因子：
16
作者：
Leenay RT;Maksimchuk KR;Slotkowski RA;Agrawal RN;Gomaa AA;Briner AE;Barrangou R;Beisel CL
通讯作者：
Beisel CL
影响因子：
14.9
作者：
León LM;Park AE;Borges AL;Zhang JY;Bondy-Denomy J
通讯作者：
Bondy-Denomy J
影响因子：
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作者：
Jumper J;Evans R;Pritzel A;Green T;Figurnov M;Ronneberger O;Tunyasuvunakool K;Bates R;Žídek A;Potapenko A;Bridgland A;Meyer C;Kohl SAA;Ballard AJ;Cowie A;Romera-Paredes B;Nikolov S;Jain R;Adler J;Back T;Petersen S;Reiman D;Clancy E;Zielinski M;Steinegger M;Pacholska M;Berghammer T;Bodenstein S;Silver D;Vinyals O;Senior AW;Kavukcuoglu K;Kohli P;Hassabis D
通讯作者：
Hassabis D
影响因子：
64.5
作者：
Dillard KE;Brown MW;Johnson NV;Xiao Y;Dolan A;Hernandez E;Dahlhauser SD;Kim Y;Myler LR;Anslyn EV;Ke A;Finkelstein IJ
通讯作者：
Finkelstein IJ
DOI：
10.1107/s0907444904019158
发表时间：
2004-12-01
影响因子：
2.2
作者：
Emsley, P;Cowtan, K
通讯作者：
Cowtan, K