DNA interference states of the hypercompact CRISPR-CasΦ effector.
DNA interference states of the hypercompact CRISPR-CasΦ effector.
复制标题
DOI：
10.1038/s41594-021-00632-3
复制
发表时间：
2021-08
影响因子：
16.8
通讯作者：
Doudna JA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pausch P;Soczek KM;Herbst DA;Tsuchida CA;Al-Shayeb B;Banfield JF;Nogales E;Doudna JA
CRISPR-CasΦ是一种在噬菌体中独特发现的小RNA引导酶，可实现可编程的DNA切割和基因组编辑。为了研究超紧凑酶如何识别和切割双链DNA，我们确定了CasΦ（Cas 12 j）在DNA结合前和结合后状态下的cryo-EM结构。这些结构揭示了一种流线型的蛋白质结构，它紧密地包围着CRISPR RNA和DNA靶标，以捕获、解开和切割DNA。前和后DNA结合状态的比较揭示了蛋白质如何重排靶识别后的DNA切割。基于这些结构，我们创建并测试了CasΦ的突变形式，其切割DNA的速度相对于野生型快20倍，显示了该系统如何自然衰减以提高DNA干扰的保真度。对CasΦ如何结合和切割DNA的结构和机制的见解应该允许用于体外诊断和基因组编辑的蛋白质工程。
CRISPR-CasΦ, a small RNA-guided enzyme found uniquely in bacteriophages, achieves programmable DNA cutting as well as genome editing. To investigate how the hypercompact enzyme recognizes and cleaves double-stranded DNA, we determined cryo-EM structures of CasΦ (Cas12j) in pre- and post-DNA binding states. The structures reveal a streamlined protein architecture that tightly encircles the CRISPR RNA and DNA target to capture, unwind and cleave DNA. Comparison of the pre- and post-DNA binding states reveals how the protein rearranges for DNA cleavage upon target recognition. Based on these structures, we created and tested mutant forms of CasΦ that cut DNA up to 20-fold faster relative to wildtype, showing how this system may be naturally attenuated to improve the fidelity of DNA interference. The structural and mechanistic insights into how CasΦ binds and cleaves DNA should allow for protein engineering for both in vitro diagnostics and genome editing.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1126/science.aav4294
发表时间：
2018-11-16
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Harrington LB;Burstein D;Chen JS;Paez-Espino D;Ma E;Witte IP;Cofsky JC;Kyrpides NC;Banfield JF;Doudna JA
通讯作者：
Doudna JA
DOI：
10.1107/s2059798318009324
发表时间：
2018-09-01
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Structural biology
影响因子：
--
作者：
Afonine PV;Klaholz BP;Moriarty NW;Poon BK;Sobolev OV;Terwilliger TC;Adams PD;Urzhumtsev A
通讯作者：
Urzhumtsev A
CRISPR-C2C2的两种不同的RNase活性启用了指导RNA处理和RNA检测。
影响因子：
64.8
作者：
East-Seletsky A;O'Connell MR;Knight SC;Burstein D;Cate JH;Tjian R;Doudna JA
通讯作者：
Doudna JA
影响因子：
64.8
作者：
Anders, Carolin;Niewoehner, Ole;Duerst, Alessia;Jinek, Martin
通讯作者：
Jinek, Martin
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