SCOPE enables type III CRISPR-Cas diagnostics using flexible targeting and stringent CARF ribonuclease activation.
SCOPE enables type III CRISPR-Cas diagnostics using flexible targeting and stringent CARF ribonuclease activation.
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DOI：
10.1038/s41467-021-25337-5
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发表时间：
2021-08-19
影响因子：
16.6
通讯作者：
Staals RHJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Steens JA;Zhu Y;Taylor DW;Bravo JPK;Prinsen SHP;Schoen CD;Keijser BJF;Ossendrijver M;Hofstra LM;Brouns SJJ;Shinkai A;van der Oost J;Staals RHJ
III型CRISPR-CAS系统的特征特性包括识别目标RNA和随后诱导多方面的免疫反应。这涉及到靶RNA的序列特异性切割和环寡腺苷(CoA)分子的产生。在这里，我们报告了crRNA 3‘端的裸露种子区域对于靶RNA的结合和切割是必不可少的，而CoA的产生需要crRNA 5’端的碱基配对。此外，我们发现，单一宿主内III型复合体的大小和组成的变化导致了不同的种子区。这可能会防止通过入侵遗传元素而逃逸，同时严格控制CoA的产生，以防止对宿主造成不必要的损害。最后，我们利用这些发现开发了一种新的诊断工具SCOPE，用于从人的鼻拭子样本中特异性地检测SARS-CoV-2，揭示了在磨牙范围内的敏感性。III型CRISPR-CAS系统识别和切割靶RNA并产生信号分子。在这里，作者发现这两个过程都受到一个灵活的种子区的控制，最终导致了一种具有全磨牙敏感性的SARSCoV-2诊断试验。
Characteristic properties of type III CRISPR-Cas systems include recognition of target RNA and the subsequent induction of a multifaceted immune response. This involves sequence-specific cleavage of the target RNA and production of cyclic oligoadenylate (cOA) molecules. Here we report that an exposed seed region at the 3′ end of the crRNA is essential for target RNA binding and cleavage, whereas cOA production requires base pairing at the 5′ end of the crRNA. Moreover, we uncover that the variation in the size and composition of type III complexes within a single host results in variable seed regions. This may prevent escape by invading genetic elements, while controlling cOA production tightly to prevent unnecessary damage to the host. Lastly, we use these findings to develop a new diagnostic tool, SCOPE, for the specific detection of SARS-CoV-2 from human nasal swab samples, revealing sensitivities in the atto-molar range. Type III CRISPR-Cas systems recognize and cleave target RNAs and produce signalling molecules. Here the authors discover that both processes are governed by a flexible seed region, ultimately resulting in SCOPE, a SARSCoV-2 diagnostic assay with atto-molar sensitivity.
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