[出典] Review "Type III CRISPR-Cas: beyond the Cas10 effector complex" Stella G, Marraffini L. Trends Biochem Sci 2023-11-08. https://doi.org/10.1016/j.tibs.2023.10.006 [著者所属] Rockefeller U, Tri-Institutional PhD Program in Chemical Biology (Weill Cornel Medical College, Rockefeller U, MSKCC), HHMI.
タイプIII CRISPR-Cas遺伝子座は、原核生物に最も多く存在し、かつ複雑な免疫システムをコードしている。このCRISPR-Cas遺伝子座は、RNAガイドを使って宿主細胞に侵入するバクテリオファージやプラスミドからの転写物を認識するCas10複合体で構成されている。標的の認識は、この複合体内で3つの機能を活性化する:ssDNAの分解、CARFドメインのエフェクターを活性化するセカンドメッセンジャーとして働く環状オリゴアデニル酸 (cOA)の合成、次いで、標的RNAの切断 [Figure 1引用右図参照]。
本総説では、タイプIII CRISPR-Casシステムにおける最近の研究を取り上げ、正規のCas10複合体の活性を越えて、(i) 補助的なヌクレアーゼと、それらがどのようにcOA分子を感知して防御を提供するかを理解すること、(ii) リングヌクレアーゼと、cOA産生を制御するそれらの役割、(iii) CRISPR関連プロテアーゼ(ファージ感染に対する転写応答におけるCraspase複合体[*] の機能を含む) について考察する。
[*]
- 2023-02-11 CRISPR-Casに新たな"手品"が加わった:Craspase (ヌクレアーゼとプロテアーゼの協演):[NEWS & VEIWS] "CRISPR–Cas has a new juggling act: interplay between nuclease and protease" Rish AD, Fu TM. Nat Struct Mol Biol. 2023-01-31;"Structural insights into the regulation of Cas7-11 by TPR-CHAT" Ekundayo B [..] Stahlberg H, Ni D. Nat Struct Mol Biol 2022-12-05.
- 2022-12-16 タイプIII-E CRISPR-Casシステムにおける標的RNA誘導型プロテアーゼ活性化の機構;"Target RNA-guided protease activity in type III-E CRISPR–Cas system" Wang X, Yu G, Wen Y, An Q [..] Deng Z, Zhang H. Nucleic Acids Res 2022-12-09.
[レビュー構成]
An overview of type III CRISPR immunity
Figure 1. Type III-A CRISPR-Cas immunity
Ancillary nucleases
CRISPR associated nuclease 1 (Can1) DNA nickase
Figure 2. Structures of type III CRISPR-associated effectors, bound to cyclic oligoadenylate (cOA) substrates, covered
in this review.
in this review.
Can2 nonspecific RNase and ssDNase
Card1 nonspecific RNase and ssDNase
NucC dsDNase
Non-CRISPR nucleases
Ring nucleases
CARF effectors
Host-encoded Crn1 ring nuclease
Figure 3. Structures of cyclic oligoadenylate (cOA) ring nucleases, bound to their substrates, covered in this review.
Phage-encoded AcrIII-1 (Crn2) ring nuclease
Host-encoded Crn3 ring nuclease
Accessory proteases
cOA-activated protease CalpL
Figure 4. Regulation of immune gene expression by accessory proteases during the type III CRISPRCas response.
Craspase cleaves anti-σ factor
Concluding remarks
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