Memorial Sloan Kettering Cancer Centerの研究チームによるレビュー (筆頭著者は現在南方科技大学所属)
[出典] REVIEW "Structure-based functional mechanisms and biotechnology applications of anti-CRISPR proteins" Jia N, Patel DJ [*]. Nat Rev Mol Cell Biol. 2021-06-04. https://doi.org/10.1038/s41580-021-00371-9
[*] Dinshaw J. Pate関連crisp_bio記事検索: Patel DJ site:https://crisp-bio.blog.jp/
[*] Dinshaw J. Pate関連crisp_bio記事検索: Patel DJ site:https://crisp-bio.blog.jp/
原核生物は,バクテリオファージやプラスミドに対するCRISPR/Cas9適応免疫システムを進化させ,バクテリオファージは抗-CRISPRタンパク質 (anti-CRISPR proteins: Acrタンパク質)を進化させてきた.2013年に発見されて以来,探索と解析が進んできAcrsの抗-CRISPR機能の機構についてこれまでに得られた知見と,Acrsの応用をレビューした.
これまでのAcrsに関するレビューとは対照的に,最近のX線回折とクライオ電顕法で得られ構造情報をベースとして機能解析から得られた知見を集約し,Casタンパク質およびマルチサブユニットCascade複合体との競合的結合,アロステリックな制御,および酵素反応による阻害といったAcrの抑制機構に焦点をあてた.
[構成] (各項の番号は本ブログで便宜的にふったもの)
1. はじめに
2. クラス1 CRISPR-Casシステムの阻害
抗-タイプICRISPRシステムの分子機構
- crRNAとDNAのハイブリダイゼーション阻害を介したDNAへの結合阻害
- 非特異的dsDNA結合の誘発を介したDNAへの結合阻害
- PAM認識部位を標的としたDNAへの結合阻害
- Cas3の不活性化を介したDNA切断阻害
- 不明な分子機構
抗-タイプIII CRISPRシステムの分子機構
- セカンドメッセンジャーの生成を阻害
- セカンドメッセンジャーの分解。
- 真核生物のcGAS-STING免疫からの示唆
3. クラス2のCRISPR-Casシステムの阻害
抗-タイプ2 CRISPRシステムの分子機構
- Cas9-sgRNA複合体のアセンブリの阻害
- 標的DNA結合の阻害
- 直接的な相互作用によるDNA切断の阻害
- 不明な分子機構
抗-タイプV CRISPRシステムの分子機構
- Cas12-PAM相互作用を阻害することによる標的DNA結合の阻害。
- Cas12aのロックによる標的DNA結合の阻害
タイプVI CRISPRシステムにおけるRNAへの結合阻害
4. 抗-CRISPRのバイオテクノロジーへの応用
- オフターゲット活性の低減
- オフ・セル活性の低減 (細胞特異的制御への利用)
- 細胞毒性の低減
- 遺伝子ドライブの制御
- dCas9ベースのツールの活性制御
- CRISPR-Cas複合体の検出センサーとしての利用
- ファージ治療の障害となるCRISPR-Cas耐性の制御
5. 結論と将来展望
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