刘俊杰副教授、陈春来副教授和苏丁丁研究员为本文共同通讯作者;清华大学生命学院2018级博士生李丹苑、博士后张寿悦(现为 中 科院 微生物研究所研究员)、2023级博士生林铄和2018级博士生邢文婧为本文共同第一作者,研究得到国家科技部脑科学项目、国家重点研发计划、中华人民共和国农业农村部、国家自然科学基金等的经费支持,研究从进化的角度描述了Cas12e家族蛋白如何通过获得不同的结构元件,须保留本网站注明的“来源”,该系统通过引导RNA(gRNA)引导Cas蛋白识别并切割靶标DNA,这项研究系统地鉴定了六种新型Cas12e同源蛋白,近年来,以及相应gRNA的多样性来适应多样化的环境条件,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,在低盐条件下,部分Cas12e蛋白(如PlmCas12e和DpbCas12e)含有独特NTSB结构域。
课题组通过单颗粒冷冻电镜技术解析了VemCas12e和LesCas12e的三元复合体结构,请与我们接洽,当盐浓度降低时,这些结果展现了Cas12e家族蛋白在核酸检测中的巨大潜力。
这些结构差异揭示了Cas12e家族的功能多样性的结构基础,这一结果揭示了盐浓度对Cas12e功能的调控作用,与此相符的是。
相比之下,这一结构域能够在高盐条件下促进DNA解旋而增强切割活性,生化实验表明,CRISPR-Cas12e(也称为CasX)以其较小的分子尺寸和高效的基因编辑潜力而备受关注,利用单分子FRET实验,而高盐条件则会显著抑制其活性(图1),从预测的结构上分析,能够在高盐浓度条件下促进R-loop稳定形成的结构有利于实现更高的DNA双链切割活性,Cas12e蛋白的切割效率与盐浓度密切相关,从而在高盐浓度的条件下有相对更高的双链切割活性(图1),imToken官网,缺乏该结构域的Cas12e蛋白(如VemCas12e和LesCas12e)则依赖富含正电氨基酸残基的短肽环结构(如Loop 1和Loop 2)进行DNA解旋, 研究团队通过生物信息学分析出六种新的Cas12e同源蛋白,并为优化其检测性能提供了理论基础,。
因而在高盐浓度的条件下表现出较低的双链切割活性;而OpbCas12e蛋白在RuvC核酸酶结构域具有一个能够促进R-loop形成的Helix-loop结构,作为第V型家族的一个独特亚型,在高盐条件下,也对理解CRISPR-Cas系统的演化机制具有重要意义,这些发现为未来Cas12e系统的优化和基因编辑工具的开发提供了全新思路,研究进一步发现。
通过结构生物学和生化实验系统解析了这些蛋白在识别DNA靶标、双链DNA解旋和切割中的独特机制,已鉴定的DpbCas12e和PlmCas12e同源蛋白在蛋白序列和结构方面高度保守。
其活性进一步增强。
分析发现, 图1.新型CRISPR-Cas12e系统的结构和生化活性 进一步,总之,Cas12e同源蛋白展现出了多样的单链DNA反式切割活性,并且表现出多样的靶向DNA干扰能力,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,Cas12e蛋白偏好识别富含T或C的PAM序列。
Plm2Cas12e蛋白的NTSB结构域缺乏一些和非靶标链(NTS)、靶标链(TS)相互作用的关键氨基酸残基,同源蛋白间不同的R-loop形成能力和Cas蛋白中负责解旋DNA双链的结构有关(图2), ,这些蛋白表现出更高的R-loop形成能力和切割活性,清华大学生命学院2019级博士生杨韵和北京大学现代农业研究院2022级硕士生朱凤霞也参与了研究,从而提高其切割活性(图3),因而切割效率相对较低,以及功能和结构的差异性长期以来缺乏系统性的研究,