Structural basis for target site selection in RNA-guided DNA transposition systems.
Structural basis for target site selection in RNA-guided DNA transposition systems.
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DOI：
10.1126/science.abi8976
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发表时间：
2021-08-13
期刊：
影响因子：
56.9
通讯作者：
Kellogg, Elizabeth H.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Park, Jung-Un;Tsai, Amy Wei-Lun;Mehrotra, Eshan;Petassi, Michael T.;Hsieh, Shan-Chi;Ke, Ailong;Peters, Joseph E.;Kellogg, Elizabeth H.
CRISPR相关的转座系统允许单个DNA货物在一个方向上在距可编程靶序列的固定距离处的引导RNA指导的整合。我们通过使用冷冻电子显微镜（cryo-EM）表征来自V-K型CRISPR转座酶系统的转座调节因子TnsC来定义解释这一过程的机制。ATP结合的TnsC螺旋丝的聚合可以解释极性信息是如何传递给转座酶的。TniQ覆盖TnsC丝，建立了Tn 7/Tn 7样元件中靶向信息传递的通用机制。转座酶驱动的拆卸建立的元件的交付，只有未使用的原型间隔区。最后，结构与过渡态模拟，ADP AlF 3，揭示了如何TnsC过渡到定义固定点的插入。这些机制发现为工程化CRISPR相关转座系统用于研究和治疗应用提供了基础。Cryo-EM研究揭示了AAA+调节剂TnsC在CRISPR相关转座系统中靶位点选择的作用。
CRISPR-associated transposition systems allow guide RNA-directed integration of a single DNA cargo in one orientation at a fixed distance from a programmable target sequence. We define the mechanism explaining this process by characterizing the transposition regulator, TnsC, from a type V-K CRISPR-transposase system using cryo-electron microscopy (cryo-EM). Polymerization of ATP-bound TnsC helical filaments could explain how polarity information is passed to the transposase. TniQ caps the TnsC filament, establishing a universal mechanism for target information transfer in Tn7/Tn7-like elements. Transposase-driven disassembly establishes delivery of the element only to unused protospacers. Finally, structures with the transition state mimic, ADPᐧAlF3, reveals how TnsC transitions to define the fixed point of insertion. These mechanistic findings provide the underpinnings for engineering CRISPR-associated transposition systems for research and therapeutic applications. Cryo-EM studies reveals the role of the AAA+ regulator TnsC for target-site selection in CRISPR-associated transposition systems.
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