[出典] REVIEW "Insight into the molecular mechanism of the transposon-encoded type I-F CRISPR-Cas system" Alalmaie A, Diaf S, Khashan R. J Genet Eng Biotechnol. 2023-05-16. https://doi.org/10.1186/s43141-023-00507-8 [著者所属] Saint Joseph U, Long Island U；本文 13頁；参考文献 82件
いくつかのバクテリアのTn7様トランスポゾンに、ヌクレアーゼを欠損しているCRISPR-Casシステムが存在することから、CRISPR-Cas9システムによる標的DNA切断を利用する代わりに、そのCRISPR-CasシステムをTn7様トランスポゾンの挿入を指示するために再利用し、Cas9によるDNA二本鎖切断に伴うオフターゲット編集を回避するゲノム編集法の研究開発が進んでいる。
これまでに、トランスポゾンにコードされた2種類のCRISPR-Casシステム (CAST: CRISPR-associated transposase) によるゲノム編集が報告されている：Tn7 like-transposon (Tn6677)に見出され、タイプI-F CRISPR-Casシステムと関連するCAST；Tn7 like-transposon (Tn5053)に見られ、タイプV-K CRISPR-Cas systemに関連するCAST。
本レビューでは、トランスポゾンがコードするI-F型CRISPR-CasシステムによるDNAターゲティングの分子機構と構造基盤について、CRISPR-RNA（crRNA）の生成からトランスポジションの開始までを解説する。
[構成]
・Background
・Classical CRISPR‐Cas System
・Tn7‐Transposonand Tn7‐Like Transposon Family
・Transposon‐Encoded‐CRISPR‐Cas Systems
- Type I‐F and I‐B CRISPR‐Cas System Variants Linked to Tn7‐Like Family
- Type V‐K CRISPR‐Cas System Variant Linked to Tn7‐Like Family (ShCast)
・Structural and molecular mechanism of the Tn6677‐encoded type I‐F CRISPR‐Cas System
(The INTEGRATE System)
(The INTEGRATE System)
- Steps of RNA‐guided DNA Transposition Process
- TniQ Structure
- TniQ Dimerization and Binding to the Cascade/crRNA Complex
・The AAA + Domain of TnsC Mediates the Interaction with TniQ, TnsA, and TnsB
・Interaction between TnsC and the Transposases (TnsA/ TnsB) is Crucial for DNA Binding
・TnsA and TnsB Work together to excise the Tn7 Transposon from one site and insert it into the new site within the genome
・Mutations affecting the DNA binding, the TniQ Dimerization, and the integration efficiency
・Conclusions
[図表一覧]
- Table 1 Cas proteins and their function.
- Table 2 General classification of CRISPR-Cas system.
- Table 3 The machinery of the transposition proteins of the Tn7 transposon.
- Table 4 Describes the impact of various mutations on the target DNA binding and the integration efficiency.
- Fig. 1 Overall architecture of the V. cholerae TniQ–cascade complex [挿入図参照]
- Fig. 2 RNA-guided DNA-transposition process [挿入図参照]
- Fig. 3 Model for RNA-guided DNA transposition in the ShCAST system
- Fig. 4 Key residues of Cas6 responsible for the maturation of pre-crRNA into a mature crRNA. Adopted from PDB code: 6LNB
- Fig. 5 Vc-Cascade-TniQ structure. Adopted from PDB code: 6PIJ
- Fig. 6 Overall structure of TniQ domains. Adopted from PDB code: 6UVN
- Fig. 7 Head-to-tail TniQ dimerization
- Fig. 8 Components of the INTEGRATE System.
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