A CRISPR-Cas9-integrase complex generates precise DNA fragments for genome integration.
A CRISPR-Cas9-integrase complex generates precise DNA fragments for genome integration.
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DOI：
10.1093/nar/gkab123
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发表时间：
2021-04-06
影响因子：
14.9
通讯作者：
Doudna JA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jakhanwal S;Cress BF;Maguin P;Lobba MJ;Marraffini LA;Doudna JA
CRISPR-Cas9是一种RNA引导的DNA内切酶，参与细菌的适应性免疫，并被广泛用于人类细胞、动物和植物的基因组编辑。在细菌中，引导Cas9‘S活性的核糖核酸分子来自外源DNA片段，这些片段被Cas1-Cas2CRISPR整合酶捕获并整合到宿主CRISPR基因组中。细胞如何产生整合酶捕获所需的特定长度的DNA是基于CRISPR的II-A型获得性免疫的一个中心悬而未决的问题。在这里，我们证明了由引导RNA和蛋白质Cas1、Cas2、Csn2和Cas9组成的整合酶超复合体产生了基因组整合所需的精确修剪的30碱基对DNA分子。Cas9的HNH活性部位通过一种独立于引导RNA序列的机制催化核外溶解DNA的修剪。这些结果表明，Cas9具有在原核生物中产生免疫记忆的明显催化能力。
CRISPR-Cas9 is an RNA-guided DNA endonuclease involved in bacterial adaptive immunity and widely repurposed for genome editing in human cells, animals and plants. In bacteria, RNA molecules that guide Cas9′s activity derive from foreign DNA fragments that are captured and integrated into the host CRISPR genomic locus by the Cas1-Cas2 CRISPR integrase. How cells generate the specific lengths of DNA required for integrase capture is a central unanswered question of type II-A CRISPR-based adaptive immunity. Here, we show that an integrase supercomplex comprising guide RNA and the proteins Cas1, Cas2, Csn2 and Cas9 generates precisely trimmed 30-base pair DNA molecules required for genome integration. The HNH active site of Cas9 catalyzes exonucleolytic DNA trimming by a mechanism that is independent of the guide RNA sequence. These results show that Cas9 possesses a distinct catalytic capacity for generating immunological memory in prokaryotes.
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