[注] CasDinG：タイプIV-A CRISPR-Csf複合体のユニットcsf4

[出典] "Type IV-A CRISPR-Csf complex: Assembly, dsDNA targeting, and CasDinG recruitment" Cui N, Zhang J-T [..] Huang H, Jia N. Mol Cell 2023-06-20. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2023.05.036 [著者所属] Southern U Science and Technology (Shenzhen), Shenzhen Institutes of Advanced Technology

　CRISPR-Casシステムはこれまでに2つのクラス (1と2) に6種類のタイプ (I-VI) が分類されている。その中で、タイプIVシステムは、他のタイプが宿主ゲノムにコードされファージを標的とするのに対して、主としてプラスミドにコードされ、また、主としてプラスミドを標的とする。中でも、サブタイプIV-Aは、200 kbを超える大きなプラスミドにコードされ、臨床サンプルに見られる多剤耐性菌Klebsiella pneumoniae が帯びている抗生物質耐性遺伝子と有意に相関している。このことは、サブタイプIV-Aが、宿主に侵入するその他のプラスミドを標的としつつ、抗生物質耐性プラスミドの安定化に寄与することを、示唆する。
 

　研究チームは、Pseudomonas aeruginosa PA83のCsfマルチサブユニット複合体 [*1]のさまざまな状態 [*2] における構造をクライオ電顕法で再構成し、CsfとcrRNA複合体の形成、“DWN” [*3]PAMに依存するdsNDAターゲッティング、R-ループ形成、およびCasDinGの動員の分子機構を明らかにした。

[*1] 　タイプIV-A CRISPR-Csf複合体の遺伝子座の構成は次の通り [Figure 1参照]：[*2] サブユニットの一つであるcsf4 (CasDinG [*4]) の存在下と非存在下における標的二本鎖DNA (dsDNA) に結合前と結合後の構造

[*3] D (not "c"); W ("a" or "t"); N (any)

[*4] DinGはATP依存性DNAヘリカーゼの一種

　CasDinGは、一本鎖DNAによって刺激されるATPを加水分解する活性 (ssDNA-stimulated ATPase activity) と、ATPに依存する5′-3′ ヘリカーゼ活性を帯びているDinGであった。さらに、CasDinGが、標的dsDNAにおけるcrRNAの標的鎖 (target strand: TS) と非標的鎖 (non-target strand: NTS) を巻き戻すことを明らかにした [Figure 7参照]。

　本研究により、タイプIV-A CRISPR-Csfの機能の構造基盤が明らかになったことで、Csf複合体をベースとした新たなゲノム工学のツールの開発が可能になった。

[構造情報] (2023-06-25 公開待ち)