8月12日，Nature 雜志在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所王艷麗研究組關(guān)于CRISPR系統(tǒng)中Cascade復(fù)合物的研究進(jìn)展，標(biāo)題為Crystal structure of the RNA-guided immune surveillance Cascade complex in Escherichia coli。該文揭示了Cascade的晶體結(jié)構(gòu)及其與RNA相互作用的方式。
成簇的、有規(guī)律間隔的短回文重復(fù)序列（clustered regularly interspaeed short palindromic repeats，CRISPR）和它的輔助蛋白（CRISPR-associated, Cas）構(gòu)成CRISPR/Cas系統(tǒng)，以一種類似于真核生物RNA干擾(RNAi)的作用機(jī)制，在原核生物抵抗入侵的噬菌體和質(zhì)粒的防御系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。CRISPR-Cas系統(tǒng)分為三個(gè)類型（I型，II型和III型），大腸桿菌CRISPR/Cas 系統(tǒng)屬于I-E型，由5種Cas蛋白組成的11個(gè)亞基（其中含有1個(gè)CasA，2個(gè)CasB，6個(gè)CasC，1個(gè)CasD和1個(gè)CasE）以及一段61個(gè)核苷酸的成熟crRNA（CRISPR RNA）組成Cascade（CRISPR-associated complex for antiviral defense）復(fù)合物。Cascade復(fù)合物的質(zhì)量約為405kDa，外觀上呈現(xiàn)出近似于“海馬”的結(jié)構(gòu)，王艷麗研究組通過(guò)深入研究，獲得了分辨率為3.05 Å的X射線晶體結(jié)構(gòu)（詳見下圖）。
該結(jié)構(gòu)顯示，61個(gè)核苷酸的crRNA橫跨Cascade的11個(gè)亞基，并與6個(gè)CasC亞基相互作用，5’和3’末端分別被CasD和CasE錨定。CrRNA的間隔區(qū)序列定位在CasC1-6亞基形成的連續(xù)的溝槽中。來(lái)自CasC2-6的5個(gè)長(zhǎng)β發(fā)卡結(jié)構(gòu)穿過(guò)crRNA。因此crRNA被分成5個(gè)片斷，每個(gè)片段包括5個(gè)堆疊的堿基和一個(gè)翻轉(zhuǎn)的堿基。每一個(gè)crRNA間隔區(qū)片斷通過(guò)相似的方式與CasC相互作用。進(jìn)一步的研究顯示，crRNA不僅在靶點(diǎn)識(shí)別中發(fā)揮重要作用，而且也在Cascade的組裝中發(fā)揮重要作用。該研究為Cascade如何發(fā)揮功能提供了重要依據(jù)。
王艷麗研究組的博士生趙宏圖為該文的第一作者，該研究得到科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金以及中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B類）的資助。
CRISPR系統(tǒng)中Cascade復(fù)合物結(jié)構(gòu)解析
