A scoutRNA Is Required for Some Type V CRISPR-Cas Systems.
A scoutRNA Is Required for Some Type V CRISPR-Cas Systems.
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DOI：
10.1016/j.molcel.2020.06.022
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发表时间：
2020-08-06
期刊：
影响因子：
16
通讯作者：
Doudna JA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Harrington LB;Ma E;Chen JS;Witte IP;Gertz D;Paez-Espino D;Al-Shayeb B;Kyrpides NC;Burstein D;Banfield JF;Doudna JA
CRISPR-Cas12c/d蛋白与Cas12a和Cas9细菌CRISPR RNA(CrRNA)引导的核酸酶有有限的同源性，广泛用于基因组编辑和DNA检测。然而，尚未直接观察到Cas12c(C2c3)和Cas12d(Casy)催化的DNA切割和基因组编辑活性。我们在这里表明，Cas12d催化的DNA切割需要一个短互补的未翻译RNA(ScoutRNA)，以及crRNA。ScoutRNA在二级结构上不同于先前描述的CRISPR-Cas9和一些Cas12酶使用的trrRNAs，在含有Cas12d的系统中，scoutRNA包括一个保守的五核苷酸序列，这是活性所必需的。除了支持crRNA指导的DNA识别外，生化和基于细胞的实验还建立了scoutRNA作为Cas12c催化的前crRNA成熟的重要辅助因子。这些结果将scoutRNA定义为第三种类型的转录本，由CRISPR-CAS基因组基因座的子集编码，并解释了Cas12c/d系统如何避免对宿主因素的要求，包括细菌RNA介导的适应性免疫的核糖核酸酶III。Harrington&Ma等人。将scoutRNA定义为CRISPR-Cas12c/d系统所需的一类新的非编码RNA。ScoutRNA与Cas12c/d酶组装，并与CRISPR RNA一起，使RNA引导的DNA结合和切割成为可能。
CRISPR-Cas12c/d proteins share limited homology with Cas12a and Cas9 bacterial CRISPR RNA (crRNA)-guided nucleases used widely for genome editing and DNA detection. However, Cas12c (C2c3)- and Cas12d (CasY)-catalyzed DNA cleavage and genome editing activities have not been directly observed. We show here that a short-complementarity untranslated RNA (scoutRNA), together with crRNA, is required for Cas12d-catalyzed DNA cutting. The scoutRNA differs in secondary structure from previously described tracrRNAs used by CRISPR-Cas9 and some Cas12 enzymes, and in Cas12d-containing systems, scoutRNA includes a conserved five-nucleotide sequence that is essential for activity. In addition to supporting crRNA-directed DNA recognition, biochemical and cell-based experiments establish scoutRNA as an essential cofactor for Cas12c-catalyzed pre-crRNA maturation. These results define scoutRNA as a third type of transcript encoded by a subset of CRISPR-Cas genomic loci and explain how Cas12c/d systems avoid requirements for host factors including Ribonuclease III for bacterial RNA-mediated adaptive immunity. Harrington & Ma et al. define scoutRNA as a new class of noncoding RNA that is required for CRISPR-Cas12c/d systems. The scoutRNA assembles with Cas12c/d enzymes and together with CRISPR RNA, enables RNA-guided DNA binding and cutting.
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