[出典]
"Structural basis of DNA targeting by a transposon-encoded CRISPR-Cas system" Halpin-Healy T, Klompe S, Sternberg S, Fernández I. bioRxiv 2019-07-18 > Nature 2019-12-18
"Structural basis of DNA targeting by a transposon-encoded CRISPR-Cas system" Halpin-Healy T, Klompe S, Sternberg S, Fernández I. bioRxiv 2019-07-18 > Nature 2019-12-18
構造情報:
EMDB - 20349, 20350, 20351
EMDB - 20349, 20350, 20351
6PIF VC-Tn6677 multisubunit CRISPR/Cas effector, close conformation (3.4 Å)
6PIG VC-Tn6677 multisubunit CRISPR/Cas effector, open conformation (3.5 Å)
6PIJ VC-Tn6677 multisubunit CRISPR/Cas effector, close conformation (2.9 Å)
背景
- タイプI CRISPR-CasシステムのエフェクターCascade複合体は、ヘリカーゼかつヌクレアーゼであるCas3と協働して外来DNAを分解する。一方で、Cas3を欠損している宿主細胞では、バクテリアTn7様トランスポゾンと協働して、DNA断片の転移を誘導する。
- コロンビア大学のS. H. Sternbergの研究チームは、Cascadeを帯びたVibrio choleraeトランスポゾンTn6677を利用して、二本鎖DNA切断を介すことなく、大腸菌ゲノムへのドナーDNAのノックインを実現していた [*1]。
- 同チームは今回 (Nature NEWS & VIEWS; crisp_bio記事 [2*])、同大学の構造生物学者Israel S. Fernándezと共同で、その構造基盤をクライオ電顕単粒子再構成法により解明し、bioRxivに投稿した。
構造
- Sternbergチームは先行研究 [*1]にて、V. choleraeトランスポゾンTn6677の遺伝子構造モデルとして、L-//- tniQ - cas8/5 -cas7 - cas6 - CRISPR array - //- tnsC - tnsB - tnsA - R (tniQはtnsDのホモログ;LとRは反復配列)を提案していた。
- Sternbergチームは今回、ヘッドトゥーテールで二量体を形成したTniQがCascadeの中のcrRNAの3'末端近位に位置するCas6とCas7に結合し、一方で、Cascadeの中のCas8/5融合タンパク質が5' crRNAのハンドルに結合しフレキシブルな挿入ドメインを介してTniQに接し、TniQ-Cascadeの複合体を形成する構造モデルを提案した (筆頭著者のTweetからの引用した下図参照)。
- さらに、標的DNAが結合したクライオ電顕再構成構造から、PAMの認識とR-ループ形成を担う相互作用のモデルも提案した。
Tyler S Halpin-Healy@HalpinHealy
Hot off the press from the @SternbergLab
2019/07/18 23:00:29
https://t.co/nsf5xDTO6j
Can't thank @SanneKlompe @shsternberg… https://t.co/FsjfMhtAUZ
参考文献と記事
- [*1] "Transposon-encoded CRISPR–Cas systems direct RNA-guided DNA integration" Klompe SE, PLH Vo, Halpin-Healy TS, Sternberg SH. Nature 2019-06-12.
- [*2] 2019-06-13 短縮型I-F CRISPR-Casを帯びたトランスポゾンにより、DSBを介さず大腸菌ゲノム標的サイトにDNAをノックイン
- 2019-06-08 CAST: CRISPR-Casシステムとトランスポザーゼの協働により、標的ゲノムを切断することなく、外来DNAの挿入を実現
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