通过单分子FRET揭示了CasX (Cas12e) 在调解DNA裂变中的 conformational动力学
Wenjing Xing1, Danyuan Li1,2, Wenjuan Wang3
1State Key Laboratory of Membrane Biology, Beijing Frontier Research Center for Biological Structure, School of Life Sciences, Tsinghua University, Beijing 100084, China.
Nucleic acids research
|July 12, 2024
概括
这项研究揭示了CasX (Cas12e) 基因组编辑动态,显示了序列DNA分裂,并确定了PAM-近端种子区域. 这里是CasXCasX.
科学领域:
- 作为基因组编辑的CRISPR-Cas.
- 分子生物学分子生物学
- 生物化学 生化学
背景情况:
- CasX (Cas12e) 是一个较小的2类CRISPR-Cas系统,具有基因组编辑潜力.
- 对CasX形态动力学的有限理解阻碍了它的应用.
- 之前的研究解决了CasX-sgRNA-DNA三元复杂结构,揭示了一个NTSB域.
研究的目的:
- 研究CasX同类物 (DpbCasX, PlmCasX) 的结构动力学.
- 描述CasX的DNA结合,目标裂变和碎片释放机制.
- 阐明影响CasX活动和效率的因素.
主要方法:
- 单分子测定试验.
- 生物化学测定 生物化学测定
- 对CasX-sgRNA-DNA复合物的结构分析.
主要成果:
- CasX 呈现出非目标和目标DNA链的顺序和相对不可逆转的裂变.
- 在DPbCasX和PlmCasX之间观察到明显的裂变模式和特异性.
- 确定了一个PAM近端种子区域,指导了CasX效应器设计.
- sgRNA和NTSB域修改影响CasX活动.
- 与Cas9和Cas12a相比,CasX的目标搜索效率较低.
结论:
- CasX裂变是一个连续的,不可逆转的过程,具有明显的同类特征.
- 了解CasX的动态和局限性为蛋白质工程提供了洞察力.
- 较低的目标搜索效率可能解释了CasX减少的基因组编辑效率.
- 这项工作为优化CasX为增强的基因组编辑应用程序铺平了道路.
