Science：科学家阐明III型CRISPR/Cas系统靶向作用RNA分子的特殊机制

  近年来CRISPR技术已经迅速转变成了一种RNA编辑工具，同时其也是一种基因组编辑工具，近日，来自加利福尼亚大学的研究人员在刊登在Science上的一篇研究报告中揭示了一种特殊的蛋白质结构，其可以使得CRISPR/Cas靶向作用的RNA突变分裂单链的RNA分子。
  目前已知有三种RNA引导的CRISPR/Cas系统：I型和II型CRISPR/Cas监督复合物可以靶向作用双链的DNA分子，而III型CRISPR/Cas复合物则可以靶向作用单链RNA。
  研究者Eva Nogales表示，我们在文章中首次揭示了完整无损的III型CRISPR/Cas监督复合物的高分辨率结构图像，同时我们还阐明了该复合物进行RNA靶向作用的机制。
  利用冷冻电子显微镜技术，科学家们就可以在III型CRISPR/Cas复合物中揭示拇指样的蛋白结构域，其就会帮助CRISPR/Cas系统紧紧“抓住”RNA分子，RNA分子可以从噬菌体中释放并且侵入细菌的核酸中分解细菌。研究者发现的蛋白结构域和靶向作用DNA的I型CRISPR/Cas系统在类似的结构域上具有结构相似性，这就揭示了来自同一祖先的适应性免疫系统的趋异进化现象。
  但第III型的CRISPR/Cas系统可并不仅仅具有系统的区别，研究者的分析的结构数据显示这种CRISPR/Cas系统复合物可以被潜在地再利用用以进行RNA的干扰应用。（转化医学网360zhyx.com）
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Structures of the CRISPR-Cmr complex reveal mode of RNA target positioning
Science DOI: 10.1126/science.aaa4535
David W. Taylor1,2,*, Yifan Zhu3,*, Raymond H. J. Staals3,†, Jack E. Kornfeld1, Akeo Shinkai4,5, John van der Oost3, Eva Nogales1,2,7,8,‡, Jennifer A. Doudna1,2,6,7,9,‡
Adaptive immunity in bacteria involves RNA-guided surveillance complexes that use CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats)-associated (Cas) proteins together with CRISPR RNAs (crRNAs) to target invasive nucleic acids for degradation. While Type I and Type II CRISPR-Cas surveillance complexes target double-stranded DNA, Type III complexes target single-stranded RNA. Near-atomic resolution cryo-electron microscopy (cryo-EM) reconstructions of native Type III Cmr (CRISPR RAMP module) complexes in the absence and presence of target RNA reveal a helical protein arrangement that positions the crRNA for substrate binding. Thumb-like β-hairpins intercalate between segments of duplexed crRNA:target RNA to facilitate cleavage of the target at 6-nt intervals. The Cmr complex is architecturally similar to the Type I CRISPR-Cascade complex, suggesting divergent evolution of these immune systems from a common ancestor.