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CRISPR-Cas系统普遍存在在细菌和古细菌中，是原核生物的一种顺应性免疫系统，用来抵抗病毒、质粒等外源核酸的侵入。但是在2013年，有研究人员在ICP1噬菌体中发现了I-F型CRISPR-Cas系统。噬菌体的CRISPR-Cas系统相较在细菌CRISPR-Cas系统有何特点尚待研究。

2024年7月8日，北京化工年夜学冯越课题组与清华年夜学杨茂君课题组合作在Nature Chemical Biology颁发了题为“Cas1 me开云体育appdiates the interference stage in a phage-encoded CRISPR–Cas system”的研究长文和“An alternative mechanism for recruiting Cas2/3 in a phage-encoded CRISPR–Cas system”的研究简报，报导了ICP1噬菌体CRISPR-Cas系统怪异的招募Cas2/3降解靶DNA的机制。

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本文经由过程布局生物学、生物化学和噬菌体学等多种手段说明了ICP1 CRISPR-Cas系统复合物全新的招募Cas2/3的份子机制。起首，他们发现ICP1 Cas1可以连系ICP1 Csy或Csy-dsDNA复合物，而铜绿假单胞菌的Cas1其实不能连系其Csy或Csy-dsDNA复合物；其次，ICP1 Cas1-Cas2/3复合物连系ICP1 Csy-dsDNA后，可以构成不变的Csy-dsDNA-Cas1-Cas2/3复合物，该复合物由冯越课题组和杨茂君课题组合作解析（图1）。该复合物中，Cas1-Cas2/3复合物位在中间，两侧各连系一个Csy-dsDNA复合物，总份子量约1 MDa，这也是首个I-F型CRISPR-Cas系统连系Cas2/3的复合物布局，而铜绿假单胞菌Cas1-Cas2/3连系其Csy-dsDNA后，Cas1会逐步从Cas2/3解离下来，终究只能构成Csy-dsDNA-Cas2/3复合物；最后，体内和体外的活性尝试证实，ICP1 Cas2/3只有在Cas1存在时，才能更好地降解Csy复合物靶向的DNA，而铜绿假单胞菌Cas1几近不影响Cas2/3降解靶DNA。连系以上成果，冯越课题组提出了ICP1 CRISPR-Cas系统由Cas1招募Cas2/3进行靶DNA降解的新机制。

图1 ICP1 I-F型 CRISPR-Cas系统干扰机制

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综上所述，Cas1在ICP1 CRISPR-Cas系统中经由过程毗连Csy复合物和Cas2/3来介导靶DNA的降解。这一发现展现了Cas1在CRISPR-Cas系统干扰阶段的要害感化，打破了范畴内持久以来关在其仅在顺应阶段阐扬感化的传统不雅念。

清华年夜学张来幸博士、北京化工年夜学王浩博士、清华年夜学曾建伟博士、北京化工年夜学曹雪利博士和已卒业硕士生高政宇为本论文的配合第一作者，北京化工年夜学冯越传授，张怡副传授与清华年夜学杨茂君传授为本文的配合通信作者。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41589-024-01659-5

https://www.nature.com/articles/s41589-024-01667-5

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