Structural basis of PAM-dependent target DNA recognition by the Cas9 endonuclease.
Structural basis of PAM-dependent target DNA recognition by the Cas9 endonuclease.
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DOI：
10.1038/nature13579
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发表时间：
2014-09-25
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
Jinek, Martin
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Anders, Carolin;Niewoehner, Ole;Duerst, Alessia;Jinek, Martin
crispr相关蛋白Cas9是一种RNA引导的内切酶，可切割与引导RNA中20个核苷酸片段互补的双链dna序列。Cas9已成为基因组编辑和基因表达控制的多功能分子工具。rna引导的DNA识别和切割严格要求靶DNA中存在原间隔邻近基序（PAM）。在这里，我们报道了化脓性链球菌Cas9与单分子引导RNA （sgRNA）和含有规范5 ' -NGG-3 ' PAM的靶DNA络合的晶体结构。该结构揭示了PAM基序位于碱基配对的DNA双链中。非互补链GG二核苷酸通过与Cas9 c端结构域的保守精氨酸残基的主要槽相互作用被读出。与PAM双链的小凹槽和目标DNA链上+1位置的磷酸二酯基团的相互作用有助于PAM上游的目标DNA双链的局部链分离。这些观察结果提示pam依赖的靶DNA融化和RNA-DNA杂交形成的机制。此外，本研究还为具有新型PAM特异性的Cas9酶的合理工程构建了框架。
The CRISPR-associated protein Cas9 is an RNA-guided endonuclease that cleaves double-stranded DNAs bearing sequences complementary to a 20-nucleotide segment in the guide RNA. Cas9 has emerged as a versatile molecular tool for genome editing and gene expression control. RNA-guided DNA recognition and cleavage strictly require the presence of a protospacer adjacent motif (PAM) in the target DNA. Here, we report a crystal structure of Streptococcus pyogenes Cas9 complexed with a single-molecule guide RNA (sgRNA) and a target DNA containing a canonical 5′-NGG-3′ PAM. The structure reveals that the PAM motif resides in a base-paired DNA duplex. The non-complementary strand GG dinucleotide is read out via major groove interactions with conserved arginine residues from the C-terminal domain of Cas9. Interactions with the minor groove of the PAM duplex and the phosphodiester group at the +1 position in the target DNA strand contribute to local strand separation of the target DNA duplex immediately upstream of the PAM. These observations suggest a mechanism for PAM-dependent target DNA melting and RNA-DNA hybrid formation. Furthermore, this study establishes a framework for the rational engineering of Cas9 enzymes with novel PAM specificities.
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影响因子：
48
作者：
Mali, Prashant;Esvelt, Kevin M.;Church, George M.
通讯作者：
Church, George M.
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
影响因子：
56.9
作者：
Jinek, Martin;Chylinski, Krzysztof;Charpentier, Emmanuelle
通讯作者：
Charpentier, Emmanuelle
影响因子：
46.9
作者：
通讯作者：
--
通过反式编码的小 RNA 和宿主因子 RNase III 进行 CRISPR RNA 成熟。
影响因子：
64.8
作者：
Deltcheva, Elitza;Chylinski, Krzysztof;Sharma, Cynthia M.;Gonzales, Karine;Chao, Yanjie;Pirzada, Zaid A.;Eckert, Maria R.;Vogel, Joerg;Charpentier, Emmanuelle
通讯作者：
Charpentier, Emmanuelle