'Class I and III Multi-subunit CRISPR-Cas Surveillance Complexes: Recognition, Cleavage, Autoimmunity and Inhibition’

“I 类和 III 类多亚基 CRISPR-Cas 监视复合物:识别、切割、自身免疫和抑制”

基本信息

  • 批准号:
    10360477
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 35.92万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-04-08 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Prokaryotic cells possess CRISPR-mediated adaptive immune systems that protect them from foreign mobile genetic elements, such as invading phages and viruses. A central feature of this immune system is RNA- guided surveillance complexes capable of targeting non-self DNA or RNA for degradation in a sequence- and site-specific manner. The effector proteins are composed of either single-subunit Cas nucleases or the more prevalent multi-subunit CRISPR surveillance ribonucleoprotein complexes, together with either their intrinsic cis-acting or associated trans-acting helicase-nucleases. This application focuses on cryo-EM structural and biochemical (structure-guided interfacial mutational) studies to elucidate mechanistic insights related to dsDNA targeting by type I-F and ssRNA/ssDNA targeting by type III-A multi-subunit CRISPR systems, together with insights into cleavage mechanisms, as well as cleavage inhibition by phage-evolved anti-CRISPR proteins. Currently, the type III-A Csm is much less well characterized relative to its type-IIIB Cmr counterpart. We have recently solved cryo-EM based structures of crRNA-bound type III-A Csm (labeled CsmcrRNA) from T. onnurneus and its complexes with target RNA. In Aim 1 we propose to extend these studies to address structure-guided mechanistic issues related to the origins of autoimmunity suppression given that type III systems unlike type I lack a PAM sequence, to decipher the principles underlying target RNA-mediated transcription-coupled activation of ssDNA activity, as well as the generation of second messenger cyclic oligoadenyates, which in turn activate the nonspecific RNA degradation activity of trans-acting nuclease Csm6. We have recently solved cryo-EM based structures of crRNA-bound type I-F Csy complex (labeled CsycrRNA) from P. aeruginosa in the absence and presence of partial R-loop dsDNA and identified recognition principles and associated conformational transitions on ternary complex formation. Aim 2 focuses on extending this research to structures and conformational transitions of CsycrRNA on binding full R-loop dsDNA in the absence and presence of trans-acting helicase-nuclease Cas3. These efforts should address the principles underlying non-target DNA strand displacement and R-loop positioning for recognition and cleavage by Cas3. We have recently solved cryo-EM based structures of type I-F CsycrRNA with bound anti-CRISPR AcrF proteins 1, 2 and 10, thereby identifying alternate strategies utilized by AcrF suppressors for targeting and blocking different features of the dsDNA recognition machinery. Aim 3 focuses on a structure-based mechanistic understanding of the function of additional anti-CRISPR AcrF proteins 6, 7, 8 and 9 targeted to CsycrRNA, with the potential for identifying alternate anti-CRISPR approaches, including allosteric inhibition, for dsDNA cleavage suppression. To date, there have been no reports of anti-CRISPRs that target type III CRISPR-Cas systems, but should these be identified, we plan to extend our structural studies to these complexes towards characterization of the range of anti-CRISPR strategies for shutting down the type III CRISPR-Cas pathway.
实质性细胞具有CRISPR介导的适应性免疫系统,可保护它们免受外国移动的影响 遗传因素,例如入侵噬菌体和病毒。该免疫系统的主要特征是RNA- 能够靶向非自身DNA或RNA的指导监视复合物以序列和 特定地点的方式。效应子蛋白由单人物Cas核酸酶或更多 普遍的多生育CRISPR监测核糖核蛋白复合物以及它们的内在 顺式作用或相关的反式旋转酶核酸酶。该应用的重点是冷冻EM结构和 生化(结构引导的界面突变)研究,以阐明与DSDNA相关的机械见解 按I型I-F和SSRNA/SSDNA靶向IIII-A型Multi-Acrispr Systems,以及 洞悉裂解机制,以及通过噬菌体发展的抗Crispr蛋白的裂解。 当前,III-A型CSM相对于IIIIB型CMR对应物的特征远不那么好。我们有 最近从T。 Onnurneus及其与靶RNA的复合物。在AIM 1中,我们建议扩展这些研究以解决 鉴于III型,结构引导的机械问题与自身免疫抑制的起源有关 与I型不同的系统缺乏PAM序列,以破译目标RNA介导的原理 ssDNA活性的转录耦合激活以及第二质体环状的产生 寡载体,这又激活了反式核酸酶CSM6的非特异性RNA降解活性。 我们最近解决了CRRNA结合的I型I型CSY复合物(标记的Csycrrna)的基于冷冻EM的结构 在不存在和存在部分R环DsDNA的情况下,从铜绿假单胞菌识别出识别原理 以及对三元复合物形成的相关构象转变。 AIM 2专注于扩展这一点 在不存在的情况下,对结合完整的R环DsDNA的结构和构象过渡的研究 以及跨作用解旋酶核酸酶Cas3的存在。这些努力应解决基本原则 非目标DNA链位移和R环定位,以通过CAS3识别和切割。 我们最近解决了I型型csycrrna的基于冷冻EM的结构 1、2和10,从而确定ACRF抑制器用于靶向和阻止的替代策略 DSDNA识别机械的不同功能。 AIM 3专注于基于结构的机械 了解其他抗危机ACRF蛋白6、7、8和9的功能,其针对csycrrna的功能 识别DSDNA的替代抗危机方法(包括变构抑制)的潜力 切割抑制。迄今为止,尚无针对III型CRISPR-CAS的反侵略性的报道 系统,但如果要确定这些,我们计划将我们的结构研究扩展到这些复合物 对关闭III型CRISPR-CAS途径的抗Crispr策略范围的表征。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Structural basis for self-cleavage prevention by tag:anti-tag pairing complementarity in type VI Cas13 CRISPR systems.
  • DOI:
    10.1016/j.molcel.2020.12.033
  • 发表时间:
    2021-03-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16
  • 作者:
    Wang B;Zhang T;Yin J;Yu Y;Xu W;Ding J;Patel DJ;Yang H
  • 通讯作者:
    Yang H
Cofactor-assisted dicing: insights from structural snapshots.
辅因子辅助切割:结构快照的见解。
  • DOI:
    10.1038/s41422-022-00716-9
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    44.1
  • 作者:
    Du,Jiamu;Patel,DinshawJ
  • 通讯作者:
    Patel,DinshawJ
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

DINSHAW J PATEL其他文献

DINSHAW J PATEL的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('DINSHAW J PATEL', 18)}}的其他基金

Structure-Activity Based Mechanistic Insights into Cleavage Chemistry by Self-Cleaving Nucleolytic Ribozymes
基于结构-活性的自裂解核酶裂解化学的机理见解
  • 批准号:
    10684151
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 35.92万
  • 项目类别:
'Class I and III Multi-subunit CRISPR-Cas Surveillance Complexes: Recognition, Cleavage, Autoimmunity and Inhibition’
“I 类和 III 类多亚基 CRISPR-Cas 监视复合物:识别、切割、自身免疫和抑制”
  • 批准号:
    9906243
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 35.92万
  • 项目类别:
STRUCTURAL BIOLOGY OF RNA-MEDIATED PROCESSES AND EPIGENETIC REGULATION
RNA介导过程的结构生物学和表观遗传调控
  • 批准号:
    8361614
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 35.92万
  • 项目类别:
STRUCTURAL BIOLOGY OF RNA SILENCING AND EPIGENETIC REGULATION
RNA 沉默和表观遗传调控的结构生物学
  • 批准号:
    8169226
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 35.92万
  • 项目类别:
BYPASS FIDELITY OF OXIDATIVE DAMAGE LESIONS BY Y-FAMILY DNA POLYMERASE
Y 家族 DNA 聚合酶绕过氧化损伤损伤的保真度
  • 批准号:
    7955159
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 35.92万
  • 项目类别:
EUBACTERIAL ARGONAUTE COMPLEXES BOUND TO GUIDE DNA AND TARGET RNA
真细菌 Argonaute 复合物结合引导 DNA 和目标 RNA
  • 批准号:
    7955161
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 35.92万
  • 项目类别:
STRUCTURE OF AN AMINO ACID-SENSING RIBOSWITCH
氨基酸感应核开关的结构
  • 批准号:
    7955160
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 35.92万
  • 项目类别:
RECOGNITION EVENTS IN THE HISTONE/EPIGENETICS CODE
组蛋白/表观遗传学密码中的识别事件
  • 批准号:
    7955105
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 35.92万
  • 项目类别:
RECOGNITION EVENTS IN RNA INTERFERENCE
RNA 干扰中的识别事件
  • 批准号:
    7955106
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 35.92万
  • 项目类别:
RECOGNITION EVENTS IN THE HISTONE/EPIGENETICS CODE
组蛋白/表观遗传学密码中的识别事件
  • 批准号:
    7721242
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 35.92万
  • 项目类别:

相似国自然基金

时空序列驱动的神经形态视觉目标识别算法研究
  • 批准号:
    61906126
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
本体驱动的地址数据空间语义建模与地址匹配方法
  • 批准号:
    41901325
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
大容量固态硬盘地址映射表优化设计与访存优化研究
  • 批准号:
    61802133
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
IP地址驱动的多径路由及流量传输控制研究
  • 批准号:
    61872252
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    64.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
针对内存攻击对象的内存安全防御技术研究
  • 批准号:
    61802432
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Spacer acquisition during the type III-A CRISPR-Cas immune response
III-A 型 CRISPR-Cas 免疫反应期间间隔区的获取
  • 批准号:
    10638980
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35.92万
  • 项目类别:
'Class I and III Multi-subunit CRISPR-Cas Surveillance Complexes: Recognition, Cleavage, Autoimmunity and Inhibition’
“I 类和 III 类多亚基 CRISPR-Cas 监视复合物:识别、切割、自身免疫和抑制”
  • 批准号:
    9906243
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 35.92万
  • 项目类别:
Mechanism, specificity, and design of CRISPR RNA-mediated gene regulation
CRISPR RNA介导的基因调控的机制、特异性和设计
  • 批准号:
    9365125
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 35.92万
  • 项目类别:
Molecular Mechanisms of Invader Silencing in Type III CRISPR-Cas Systems
III 型 CRISPR-Cas 系统中入侵者沉默的分子机制
  • 批准号:
    9400861
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 35.92万
  • 项目类别:
Mechanism, specificity, and design of CRISPR RNA-mediated gene regulation
CRISPR RNA介导的基因调控的机制、特异性和设计
  • 批准号:
    10004678
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 35.92万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了