中科院学者Cell文章:CRISPR-Cas系统研究重大突破

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2017年8月7日 来源:生物通

编辑推荐:

  来自中科院生物物理研究所的研究人员发表了题为“The Molecular Architecture for RNA-Guided RNA Cleavage by Cas13a”的文章,成功解析了Leptotrichia buccalis (Lbu)细菌中Cas13a与crRNA (CRISPR-RNA)及其target RNA三元复合物3.08Å的晶体结构、Cas13a与crRNA二元复合物3.2Å的电镜结构。

分享到:
  

生物通报道:来自中科院生物物理研究所的研究人员发表了题为“The Molecular Architecture for RNA-Guided RNA Cleavage by Cas13a”的文章,成功解析了Leptotrichia buccalis (Lbu)细菌中Cas13a与crRNA (CRISPR-RNA)及其target RNA三元复合物3.08Å的晶体结构、Cas13a与crRNA二元复合物3.2Å的电镜结构。

这一研究成果公布在Cell杂志上,由生物物理研究所王艳丽研究员和章新政研究员领导完成,第一作者为刘亮(博士后)、李雪岩(硕士研究生)、李宗强(工作人员)及章新政组的马军(副研究员)。

这项研究证实target RNA的结合导致LbuCas13a的两个HEPN(发挥RNA干扰功能的结构域)结构域发生构象变化,从而激发LbuCas13a非特异性地切割任意单链RNA的酶切活性,该成果为研究Cas13a发挥RNA酶活性的分子机制提供了重要的结构生物学基础。该研究是王艳丽课题组继今年1月于Cell首次报道Leptotrichia shahii(Lsh)细菌中Cas13a与crRNA 二元复合物以及Cas13a自由状态下的晶体结构后的又一重大突破。   

几乎所有的古菌和约50%的细菌都具有CRISPR-Cas系统,用以抵抗病毒和质粒的侵染。CRISPR-Cas系统分为两大类,Cas13a是第二大类VI型系统中的效应蛋白,具有RNA介导的RNA酶切活性,是目前第二大类CRISPR-Cas系统发现的唯一能够降解RNA的蛋白(Cas9, Cpf1, C2c1均是RNA介导的DNA核酸内切酶),对开发研究RNA工具,扩展CRISPR系统在基因编辑方面的运用具有重大价值。   

在这项研究中,研究人员利用X-ray晶体学的方法又成功解析了LbuCas13a-crRNA-target RNA的三元复合物结构(3.08Å)。通过冷冻电镜技术,获得了3.2Å LbuCas13a-crRNA的二元复合物结构。结构显示Cas13a具有REC和NUC两个叶片,其中NUC叶片包含两个HEPN结构域、Helical-2结构域以及连接两个HEPN结构域的连接结构域,两个HEPN结构域组成了Cas13a切割target RNA的活性区域。crRNA识别序列互补的目的 RNA,并与之结合形成双链RNA并被NUC叶片包围。同时,双链RNA的形成引起crRNA和Cas13a蛋白的构象变化,促使两个HEPN结构域相互靠近,进而激活Cas13a蛋白。研究人员通过结构和功能证明由crRNA和target RNA激活的Cas13a能切割任意单链的RNA。


LbuCas13a-crRNA-target RNA三元复合物的晶体结构

这项研究发现为CRISPR-Cas13a系统的进一步开发提供了可靠的结构基础,对深入理解细菌抵御病毒入侵的分子机制提供了强有力的证据,并将对病毒引起的疾病的预防、检测、控制与治疗产生重大意义,特别是基于Cas13a高效的RNA酶切活性,对其应用于各类重大疾病的快速检测具有十分广阔的前景。   

原文标题:

The Molecular Architecture for RNA-Guided RNA Cleavage by Cas13a

 

(http://www.ebiotrade.com/)
版权所有,未经书面许可,不得转载

我来说两句(0)

[Ctrl+Enter]

加载读者评论......
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

  • 国外动态
  • 国内进展
  • 医药/产业
  • 生态环保
  • 科普/健康

新闻专题

相关文章:

    加载相关文章......

今日文章:

    加载今日文章......

生物通首页 | 今日动态 | 生物通商城 | 人才市场 | 核心刊物 | 特价专栏 | BBS交流

版权所有 生物通

Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

联系信箱:

粤ICP备09063491号