Assembly and Translocation of a CRISPR-Cas Primed Acquisition Complex.
Assembly and Translocation of a CRISPR-Cas Primed Acquisition Complex.
复制标题
DOI：
10.1016/j.cell.2018.09.039
复制
发表时间：
2018-11-01
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Finkelstein IJ
中科院分区：
文献类型：
--
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
CRISPR-Cas系统赋予对病毒的适应性免疫。在病毒注射后，Cas1-Cas2将病毒基因组片段（间隔物）整合到CRISPR基因座中。此外，有效的“引物”间隔物获取和病毒降解（干扰）都需要Cascade复合体以及Cas3解旋酶/核酸酶。在这里，我们提出了Thermobifida fusca （Tfu）引物获取复合物（PAC）的单分子表征。我们发现TfuCascade通过促进一维扩散快速取样非特异性DNA。Cas3在靶标结合的Cascade上装载，Cascade/Cas3复合物通过环状DNA中间体易位。级联/Cas3复合物在不同的蛋白质路障处停滞，导致双链在停滞位点断裂。相比之下，Cas1-Cas2通过三维碰撞短暂地采集DNA。此外，Cas1-Cas2与Cascade结合，并与Cascade/Cas3易位，形成PAC。PAC可以取代不同的蛋白质路障，提示远程间隔物获取机制。这项工作为基于crispr的适应性免疫的协调步骤提供了分子基础。单分子研究阐明了I-E型CRISPR-Cas干扰和适应复合物如何相互作用并发挥作用以实现引物间隔物获取
CRISPR-Cas systems confer an adaptive immunity against viruses. Following viral injection, Cas1-Cas2 integrates segments of the viral genome (spacers) into the CRISPR locus. In addition, efficient “primed” spacer acqui sition and viral degradation (interference) both require the Cascade complex along with the Cas3 helicase/nuclease. Here, we present single-molecule characterization of the Thermobifida fusca (Tfu) primed acquisition complex (PAC). We show that TfuCascade rapidly samples non-specific DNA via facilitated one-dimensional diffusion. Cas3 loads at target-bound Cascade and the Cascade/Cas3 complex translocates via a looped DNA intermediate. Cascade/Cas3 complexes stall at diverse protein roadblocks, resulting in a double strand break at the stall site. In contrast, Cas1-Cas2 samples DNA transiently via 3D collisions. Moreover, Cas1-Cas2 associates with Cascade and translocates with Cascade/Cas3, forming the PAC. PACs can displace different protein roadblocks, suggesting a mechanism for long-range spacer acquisition. This work provides a molecular basis for the coordinated steps in CRISPR-based adaptive immunity. Single molecule studies illuminate how the type I-E CRISPR-Cas interference and adaptation complexes interact and function to achieve primed spacer acquisition
登录
查看更多内容
影响因子：
12.4
作者：
Finkelstein IJ;Greene EC
通讯作者：
Greene EC
影响因子：
64.8
作者：
Levy A;Goren MG;Yosef I;Auster O;Manor M;Amitai G;Edgar R;Qimron U;Sorek R
通讯作者：
Sorek R
DOI：
10.1021/acs.langmuir.5b02416
发表时间：
2015-09-22
期刊：
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
影响因子：
--
作者：
Gallardo IF;Pasupathy P;Brown M;Manhart CM;Neikirk DP;Alani E;Finkelstein IJ
通讯作者：
Finkelstein IJ
影响因子：
16
作者：
Blosser, Timothy R.;Loeff, Luuk;Westra, Edze R.;Vlot, Marnix;Kunne, Tim;Sobota, Malgorzata;Dekker, Cees;Brouns, Stan J. J.;Joo, Chirlmin
通讯作者：
Joo, Chirlmin
影响因子：
46.9
作者：
Nagai, T;Ibata, K;Miyawaki, A
通讯作者：
Miyawaki, A