[出典] 論文 "A Reverse Transcriptase-Cas1 Fusion Protein Contains a Cas6 Domain Required for Both CRISPR RNA Biogenesis and RNA Spacer Acquisition" Mohr G, Silas S, Stamos JL [..] Fire AZ, Koonin EV, Lambowitz AM. Mol Cell. 2018 Oct 18.；先行論文 "Direct CRISPR spacer acquisition from RNA by a natural reverse transcriptase-Cas1 fusion protein" Silas S, Mohr G, Sidote DJ, Markham LM, Sanchez-Amat A, Bhaya D, Lambowitz AM, Fire AZ. Science. 2016 Feb 26.
背景
- U. Texas at AustinとStanford UのNCBIの研究チームは当時、タイプⅢ CRISPR-CasシステムがDNAとRNAの双方を標的とすることが知られていた (Cell, 2015)ところ、海洋性バクテリアMarinomonas mediterranea MMB-1のタイプⅢ-Bシステムは、獲得免疫記憶となるスペーサを、DNAに加えて、RNAからも直接獲得することを見出していた (Science, 2016)。すなわち、MMB-1株は、スペーサとなるDNAの断片を他のCRISPR-Casシステムと同様にCas1タンパク質を介して獲得し、RNAの断片については、逆転写酵素 (RT)とCas1の融合タンパク質 (RT-Cas1)を介して獲得し、いずれもスペーサとしてCRISPRアレイに格納する(adaptation)ことを見出していた。
- 今回、NCBIも加わり、4,048種類のCas6配列の進化系統解析と実験解析から、Cas6-RT-Cas1融合タンパク質の存在とCas6の機能を明らかにした。
成果
- MMB1株で見出していたRT-Cas1のN末端ドメインはCas6ファミリーに属し、RT-Cas1はCas6-RT-Cas1融合タンパク質を構成していた：結晶構造 (PDB ID 6DD5): Crystal Structure of the Cas6 Domain of Marinomonas mediterranea MMB-1 Cas6-RT-Cas1 Fusion Protein (2.85 Å)
- Cas6は、RTの活性とRNAスペーサの獲得に必須であるが、DNAスペーサの獲得には関与しない。
- Cas6とCRISPRリピートの結合がRTの活性、ひいてはRNAスペーサ獲得を調節する。
- Cas6がCRISPRアレイからのpre-crRNAを切断しcrRNAの生合成に関与する (interferenceへ)。
- Cas6とRTまたはRT-Cas1とは多くの微生物種で共進化してきたが、Cas6-RT-Cas1の融合は稀な事象である。
関連ツイート
Randall Platt@randall_platt
Interesting paper in @MolecularCell from Alan Lambowitz lab showing that the previously unknown domain present on s… https://t.co/dkVz3yyMfj
2018/10/18 23:49:18
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