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我院科研团队报道III-B型CRISPR-Cas系统捕获靶标RNA的分子机制
时间:2019-05-19

5月17日,国际期刊《RNA biology》在线发表了我院发酵工程室最新研究论文,题为“A seed motif for target RNA capture enables efficient immune defense by a Type III-B CRISPR-Cas system”。我院研究生潘赛夫和李其为论文共同第一作者,李英俊博士为论文通讯作者。

CRISPR-Cas是原核生物特有的一种获得性免疫系统,用于抵御病毒、质粒等外源遗传物质的入侵。研究表明,III型CRISPR系统具有RNA酶活性、RNA激活的DNA酶活性和环腺苷酸(cOA)合成酶活性,相比其他CRISPR系统更为复杂。然而,靶标识别与捕获这一对增强靶标特异性至关重要的详细特征在III型CRISPR-Cas系统中尚不清楚。

在本研究中,作者发现在S.islandicus的III-B型Cmr-α系统中含有两种固定长度的crRNA,其与spacer的长度无关;对crRNA的3'端突变和对靶标RNA进行截短突变,会显著影响Cmr-α复合物的对靶标捕获和切割的效率;Cmr-α核酸蛋白复合物在crRNA的5'-tag近端对靶标RNA的切割相对其它切割位点有显著延迟,这可能帮助Cas10维持被靶标RNA激活的活性构象,以便更好的抵御外源入侵的遗传物质。此外,通过对spacer和protospacer进行点突变分析,作者鉴定到位于crRNA 5'-tag远端区域的一段种子序列(seed sequence)是Cmr-α系统的捕获靶标RNA必需的,其显著提高了核酸干涉效率。该研究成果进一步完善了III-B型CRISPR-Cas系统免疫防御的工作模型,从捕获开始到裂解核酸以及对其它相关核酸酶活性的调控。

本研究受到了国家自然科学基金,博士后创新人才支持计划,中国博士后科学基金和湖北省自然科学基金等项目的资助。

文章链接:https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15476286.2019.1618693

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