Descubrimiento guiado por la estructura de las ribonucleasas ancestrales CRISPR-Cas13

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• La genética
• La bioquímica

Sus antecedentes:

• Los sistemas CRISPR-Cas13 proporcionan inmunidad adaptativa bacteriana y permiten la manipulación del ARN programable.
• La similitud de secuencia limitada entre las enzimas Cas13 complica la identificación de sistemas relacionados o ancestrales.

Objetivo del estudio:

• Descubrir nuevas variantes de Cas13 y rastrear los orígenes evolutivos de los sistemas CRISPR-Cas13.
• Caracterizar las propiedades funcionales y estructurales de un clado ancestral Cas13 recientemente identificado.

Principales métodos:

• Desarrollo de una línea de búsqueda estructural automatizada para la identificación de homólogos de Cas13.
• Análisis bioinformático para rastrear los orígenes de Cas13 a las ribonucleasas asociadas a la defensa.
• Caracterización funcional de la variante Cas13an ancestral, incluidos los ensayos de agotamiento del ARN y de defensa del fago.

Principales resultados:

• Identificación de un clado ancestral Cas13 (Cas13an), que es un tercio del tamaño de otras enzimas Cas13.
• Cas13an demuestra un robusto agotamiento del ARN programable y una defensa contra los bacteriófagos.
• Cas13an utiliza un solo sitio activo para el procesamiento de ARN CRISPR y la escisión guiada por ARN, lo que indica actividad de nucleasa de doble modo.

Conclusiones:

• El descubrimiento de Cas13an profundiza la comprensión de la evolución de CRISPR-Cas.
• Cas13an amplía el conjunto de herramientas para la edición de ARN de precisión y destaca el potencial de la minería del genoma guiada por la estructura.