《美荷研究团队揭示能够切割蛋白的新型CRISPR工具的作用机制》

  • 来源专题:生物安全网络监测与评估
  • 编译者: 闫亚飞
  • 发布时间:2022-11-25
  • 据生物谷网8月29日消息,美国康奈尔大学和荷兰代尔夫特理工大学研究团队开发出一个gRNA引导靶向的CRISPR偶联的蛋白酶新系统“Craspase”。受靶向RNA激活的蛋白酶可对天然的蛋白底物Csx30以及工程化的多肽片段进行特异切割并诱导细胞死亡。该研究阐明了gRAMP和Craspase的作用机制,为后续gRAMP介导的RNA编辑工具及Craspase介导的可调控、选择性激活的蛋白酶系统的开发及优化提供了分子水平的理论依据。该工具有望引领全新的精准医疗思路。相关研究成果发表于Science期刊。
  • 原文来源:https://news.bioon.com/article/b9b0e37101a3.html
相关报告
  • 《Nature丨揭示新型anti-CRISPR蛋白的作用机理》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-07-07
    • 2024年7月3日,加拿大多伦多大学的Alan Davidson研究团队和中国科学院生物物理研究所的王艳丽研究团队合作在Nature上发表题为An anti-CRISPR that pulls apart a CRISPR–Cas complex的研究论文,发现了一种新型anti-CRISPR蛋白——AcrIF25,能够通过解离I-F型CRISPR-Cas复合体(Csy复合体)的方式抑制CRISPR-Cas系统的活性,为CRISPR-Cas系统的精确控制提供了新的思路。 在I-F型CRISPR-Cas系统中,效应复合体称为Csy复合体,由CRISPR RNA (crRNA) 和4种 Cas 蛋白组成。Cas5和Cas8形成异二聚体与crRNA 5'端结合,Cas6与crRNA 3'端的发卡结构结合,六个Cas7亚基沿着crRNA中间排列组成复合体的骨架结构。Csy复合体特异性识别外源核酸,并招募Cas3核酸酶将其降解。目前,已知的大多数I-F型Acr蛋白通过直接与Csy复合体结合,从而抑制CRISPR-Cas系统。 在该研究中,研究人员首先通过生物信息学的方法鉴定出了一种新的anti-CRISPR蛋白,命名为AcrIF25。噬菌斑实验显示,AcrIF25能够显著抑制铜绿假单胞菌I-F型CRISPR-Cas系统的活性。为了确认AcrIF25是否能够直接结合Csy复合体,研究人员将纯化的AcrIF25 与Csy复合体混合并进分子排阻凝胶层析。令人惊讶的是,AcrIF25没有与完整的Csy复合体结合,而是与其中的Cas7亚基结合,并将Cas7从完整的Csy复合体中分离出来,留下Csy复合体的其余组分(Cas5、Cas6、Cas8 和 crRNA)。 为了进一步阐明AcrIF25作用机制,研究人员解析了AcrIF25以及Cas7:AcrIF25复合体的晶体结构。AcrIF25的N端结构为典型的RHH折叠,C端由5个α-螺旋形成螺旋束。AcrIF25的C端结构域与Cas7形成大面积的相互作用,通过分析完整 Csy 复合体中两个相邻 Cas7 亚基与 crRNA 之间的相互作用,研究人员发现 AcrIF25结合Cas7的区域覆盖了Csy 复合体中相邻Cas7之间的结合界面以及Cas7与crRNA的结合界面,AcrIF25正是通过结合这些关键位置从而阻止Cas7与其他Cas7亚基和crRNA相互作用,进而使得整个复合体解体。这种“拆除”效应使得CRISPR-Cas系统无法有效地识别并切割外源DNA。 此外,以前发现的能够解离大分子复合体的蛋白质需要利用ATP 水解提供的能量。而AcrIF25不包含ATP结合或水解相关的结构域,生化实验显示,AcrIF25将Cas7从Csy复合体中解离出来不需要水解ATP提供额外的能量,显示了AcrIF25机制的独特性。 综上所述,AcrIF25的发现不仅为理解CRISPR-Cas系统的抑制机制提供了新的见解,而且为开发新型的生物技术工具提供了重要的启示。随着对AcrIF25及其类似Acr蛋白的进一步研究,有望开发出更加高效、安全和可控的基因编辑和基因治疗技术。
  • 《研究揭示蜜蜂大脑蛋白对劳动分工的调控机制》

    • 来源专题:转基因生物新品种培育
    • 编译者:姜丽华
    • 发布时间:2022-12-31
    • 近日,中国农业科学院蜜蜂研究所资源昆虫生物学与饲养团队,解析了工蜂大脑蛋白对劳动分工的调控作用机制,为深入理解蜜蜂劳动分工和大脑中枢调控的分子机制提供了理论依据。相关研究结果发表在《国际生物大分子(International Journal of Biological Macromolecules)》上。 蜜蜂是完全社会性昆虫,蜂群中的工蜂具有精巧的社会行为和细致的劳动分工。幼年工蜂主要从事巢内幼虫哺育工作,之后转为巢外觅食采集,并且分工的转变随着蜂群状态的不同发生着动态变化。这种合理有序的劳动分工转换现象一直被广泛关注,然而大多数研究聚焦在激素水平变化对蜜蜂行为的作用上,蜜蜂大脑的中枢调控作用没有得到足够的重视。 科研人员对不同劳动分工的蜜蜂(哺育蜂、采集蜂、老龄哺育蜂、早熟采集蜂)的大脑蛋白质进行比较分析,发现并验证了蜂王浆主蛋白(MRJP)1和3对工蜂劳动分工的调控作用,随着工蜂的行为由哺育转变为采集,蜂王浆主蛋白1和3的含量呈显著降低趋势,并预测了蜂王浆主蛋白1和3调控蜜蜂劳动分工发生转变的生物学通路。该研究从大脑神经调控的角度扩展了对蜂王浆主蛋白功能的认识,也为其他社会性昆虫的劳动分工调控研究提供了理论依据。 该研究得到中国农业科学院科技创新工程、国家蜂产业技术体系等项目支持。(通讯员:杨宇晖) 原文链接:https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.11.150