Раскрыт механизм работы анти-CRISPR белка AcrIIC4
В непрекращающейся "гонке вооружений" между бактериофагами и их прокариотическими хозяевами фаги эволюционировали анти-CRISPR белки для противодействия адаптивной иммунной системе CRISPR-Cas. Белок Cas9 из системы типа II широко используется в редактировании генома.
В исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, группа под руководством профессора Ван Яньли сообщила о прогрессе в изучении анти-CRISPR белка AcrIIC4, который эффективно ингибирует Cas9 типа II-C, предотвращая образование R-петель.
- Свойства AcrIIC4: Белок кодируется профагами Haemophilus parainfluenzae (Hpa) и обладает широкоспектральной ингибирующей активностью, что подтверждено экспериментами in vitro и in vivo.
Ключевые результаты исследования
Структура комплекса: Ученые определили кристаллическую структуру AcrIIC4 в комплексе с HpaCas9-sgRNA. AcrIIC4 занимает щель между распознающими доменами (REC1 и REC2), взаимодействует с sgRNA и ограничивает подвижность гибкого домена REC2.
Механизм ингибирования: Сравнение структур HpaCas9-sgRNA-ДНК с AcrIIC4 и без него показало, что в присутствии ингибитора ДНК:РНК гетеродуплекс формируется лишь частично. AcrIIC4 останавливает распространение гетеродуплекса, предотвращая образование полноценной R-петли, необходимой для аллостерической активации Cas9.
Влияние на связывание ДНК: Биохимические анализы показали, что AcrIIC4 предотвращает расплетание двуцепочечной ДНК на PAM-дистальном конце и влияет на формирование канала связывания ДНК:РНК. Он снижает, но не отменяет связывание ДНК с Cas9.
Специфичность ингибирования: AcrIIC4 по-разному ингибирует различные ортологи Cas9 типа II-C. Установлено, что это связано с разной длиной степ-петли 1 в структуре sgRNA.
Вывод: AcrIIC4 использует новый механизм для ингибирования расщепления Cas9. Понимание его работы углубляет знания о взаимодействии "фаг-хозяин" и расширяет арсенал инструментов для регулирования редактирования генома.