La división del ARN funcional impulsó el surgimiento evolutivo de los sistemas CRISPR-Cas de tipo V a partir de los...

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• La genética
• Microbiología

Sus antecedentes:

• Las nucleasas TnpB codificadas por transposones son antepasados de los efectores CRISPR-Cas12 de tipo V.
• Los sistemas TnpB utilizan ARN derivados de transposones (reARN), mientras que los sistemas CRISPR utilizan ARN CRISPR (crRNA) para la orientación del ADN.
• El vínculo evolutivo entre la actividad del transposón y la inmunidad CRISPR no se comprende completamente.

Objetivo del estudio:

• Investigar los mecanismos moleculares que conectan la actividad del transposón y la inmunidad CRISPR.
• Identificar actores moleculares intermedios en la evolución de los sistemas CRISPR-Cas a partir de los transposones.

Principales métodos:

• Identificación y caracterización de los intermediarios del transposón y el CRISPR (TranC).
• Análisis estructural mediante microscopía criolectrónica (cryo-EM).
• Ensayos funcionales que incluyen componentes de ARN diseñados.

Principales resultados:

• Se identificaron TranCs de los linajes IS605/IS607-TnpB, utilizando tanto crRNA como reRNA para la escisión del ADN.
• La estructura cryo-EM de LaTranC reveló similitudes con ISDra2 TnpB pero con un ARN guía dividido funcionalmente (tracrRNA y crRNA).
• La ingeniería de una división de ARN en ISDra2 TnpB habilitó la actividad con una matriz CRISPR.

Conclusiones:

• La división funcional del ARN es un evento molecular clave en la evolución de diversos sistemas CRISPR-Cas de tipo V a partir de los transposones.
• Las TranCs representan intermediarios cruciales en esta transición evolutiva.
• Este estudio aclara el proceso de domesticación de las nucleasas basadas en transposones en sistemas inmunológicos adaptativos.