Harbin Institute of Technology News (Wang Ji/Wen) 최근에 우리 학교의 School of Life School의 Huang Zhiwei 연구팀은 연구를 통해 강원 랜드 슬롯 머신 이기기 활동을 억제하는 항 -CRISPR 단백질의 분자 메커니즘을 공개하여 SPYSOCAS 9 활동을 통해 SPYSO9 강원 랜드 슬롯 머신 이기기 활동을 제어하는 구조적 기초를 제공하고 SPYAS9 SPYSO9 강원 랜드 슬롯 머신 이기기 활동을 제어하는 구조적 기초를 제공했습니다. 4 월 27 일, 연구 결과는 "항 -CRISPR 단백질의 분자 메커니즘은 항 -CRISPR 단백질에 의한 CRISPR-강원 랜드 슬롯 머신 이기기 억제를 억제한다"라는 연구 논문의 형태로 온라인으로 출판되었다.
CRISPR-CAS 시스템은 박테리아에 의해 인코딩 된 적응성 면역 시스템으로 박테리아가 파지 감염으로부터 보호합니다. 이 시스템은 crRNA- 유도 CAS 뉴 클레아 제를 사용하여 바이러스를 침해하여 바이러스 감염을 예방하는 DNA 또는 RNA를 절단합니다. CRISPR-CAS 시스템과 SGRNA의 조합은 관심있는 DNA를 효율적이고 편리하게 "편집"하는 능력을 갖기 때문에, CRISPR II-A 하위 유형 시스템 중 하나 인 Streptococcus CAS9 (강원 랜드 슬롯 머신 이기기)는 세계 주변의 생체 의학 연구 및 유전자 요법 분야 중 하나 인 Streptococcus CAS9 (강원 랜드 슬롯 머신 이기기)가 널리 사용되었으며, 녹아웃, 수정, 세포 및 DNA의 개별 및 개별적으로, 세포 및 DNA의 개별 및 개별에 널리 사용되었습니다. 현재 가장 중요하고 널리 사용되는 유전자 편집 도구가 되십시오.
그러나 강원 랜드 슬롯 머신 이기기의 과잉 활성화 또는 장기 활동으로 인한 유전자 편집의 표적 외 효과를 줄이는 방법, 강원 랜드 슬롯 머신 이기기의 활동을 시간에 정확하게 제어하는 방법, 공간 또는 상태는 현재 강원 랜드 슬롯 머신 이기기 시스템에 대한 전형적으로 해결해야 할 과학적 문제가 중요하고 도전적인 과학적 문제입니다. Listeria monocytogenes phossages의 항 -CRISPR 유전자 ACRIIA4는 세포에서 강원 랜드 슬롯 머신 이기기의 유전자 편집 활성을 억제 할 수 있습니다. 그러나, 이들 항 -CRISPR 유전자가 강원 랜드 슬롯 머신 이기기 활성을 억제하는 분자 메커니즘은 명확하지 않다.
ACRIIA2 또는 ACRIIA4가 강원 랜드 슬롯 머신 이기기에 직접 결합 할 수 있는지 여부를 연구하기 위해 연구팀은 먼저 시험 관내 생화학 연구 시스템을 확립했습니다. 이 연구는 항 -CRISPR 단백질 ACRIIA2 또는 ACRIIA4가 강원 랜드 슬롯 머신 이기기-SGRNA 복합체에 직접 결합한다는 것을 발견했다. 흥미롭게도, acriia2 또는 acriia4는 sgrna에 결합하는 강원 랜드 슬롯 머신 이기기 와만 상호 작용하지만 강원 랜드 슬롯 머신 이기기와 상호 작용하지 않는다; 추가 실험은 ACRIIA2 또는 ACRIIA4가 강원 랜드 슬롯 머신 이기기에 의해 매개되는 표적 DNA의 절단을 직접 억제 할 수 있음을 발견했다.
ACRIIA4가 강원 랜드 슬롯 머신 이기기 활동을 직접 억제하는 분자 메커니즘을 연구하기 위해 연구팀은 강원 랜드 슬롯 머신 이기기-SGRNA-ACRIIA4 복합체를 정화하고 구조적 생물학 연구 방법을 통해 강원 랜드 슬롯 머신 이기기-SGRNA-ACRIIA4 복합체의 결정 구조를 분석했습니다. 복합체의 구조는 ACRIIA4 단백질 형태가 새로운 배임이며, 이는 강원 랜드 슬롯 머신 이기기 CTD, TOPO 및 RUVC의 3 도메인에 의해 형성된 그루브 영역에 결합한다는 것을 밝혀냈다. 이 그루브 영역은 강원 랜드 슬롯 머신 이기기에서 기질 Pam DNA의 결합 부위이며; 또한, ACRIIA4의 β1 폴딩 시트와 RUVC 활성 부위 이전의 루프 사이의 접촉은 또한 강원 랜드 슬롯 머신 이기기에 대한 ACRIIA4의 억제 효과를 강화시킨다. 위의 구조적 관찰 결과는 ACRIIA4 및 기질 PAM DNA가 강원 랜드 슬롯 머신 이기기 결합과 경쟁한다는 것을 보여준다. ACRIIA4의 실험 결과는 기질 PAM DNA가 구조적 관찰의 결과를 추가로지지하는 것보다 강한 친화력을 갖는다. 다음의 생화학 적 실험은 ACRIIA4가 강원 랜드 슬롯 머신 이기기에 결합하고 강원 랜드 슬롯 머신 이기기에 대한 기질 PAM DNA 결합을 억제함으로써 강원 랜드 슬롯 머신 이기기의 활성을 길항한다는 것을 추가로 확인 하였다.
산성 아미노산 ASP14, ASP37, GLU40, ASP69 및 GLU70의 ACRIIA4의 위치는 강원 랜드 슬롯 머신 이기기에 결합하는 기질 PAM DNA의 포스페이트 백본 위치와 완전히 일치하는 것이 매우 중요합니다. 강원 랜드 슬롯 머신 이기기 PI 도메인에서 Glu1108, Ser1109, Ser1216, Lys1200, Arg1335 및 Arg1333. 이러한 구조적 관찰은 ACRIIA4가 PAM DNA를 모방함으로써 강원 랜드 슬롯 머신 이기기에 결합한다는 것을 보여준다. 강원 랜드 슬롯 머신 이기기 단백질의 Acriia4- 결합 아미노산은 ISO- 서브 타이프 N. menutidis cas9 (NMECAS9)에서 보존되지만, 다른 ISO-II-C Listeria monocytogenes CAS9 (LMOCAS9)에서는 보존되지 않으며, Acriia4가 LMOCAS9의 활성을 억제 할 수는 없지만 NMECAS9의 활성을 억제 할 수없는 이유를 설명합니다.
연구팀은 추가 구조적 비교 및 분석을 통해 강원 랜드 슬롯 머신 이기기 단독에 ACRIIA4에 대한 바인딩 사이트가 없음을 발견했습니다. 강원 랜드 슬롯 머신 이기기-SGRNA 복합체의 형성은 강원 랜드 슬롯 머신 이기기의 형태를 유의하게 변화 시켰으며, ACRIIA4 결합 부위가 조립되었으며,이 프로젝트의 초기 생화학 연구 결과는 ACRIIA4가 강원 랜드 슬롯 머신 이기기-SGRNA 복합체에만 결합하지만 강원 랜드 슬롯 머신 이기기에만 결합하지 않는다는 것을 잘 설명 하였다. 이 결과는 또한 박테리아 세포에서 강원 랜드 슬롯 머신 이기기의 존재와 일치하는 반면, 강원 랜드 슬롯 머신 이기기-sgrna 복합체는 존재의 주요 형태이다. 강원 랜드 슬롯 머신 이기기-sgrna 복합체가 형성 될 때, 박테리아 CRISPR 면역계에 의해 파지가 "발견"되어 "방해"될 때이기도합니다. 따라서,이 단계 (강원 랜드 슬롯 머신 이기기-SGRNA 복합기)는 파지가 박테리아의 적응 면역계를 억제하기에 가장 적합한 기간이다 (CRISPR-CAS9).
강원 랜드 슬롯 머신 이기기 활동을 억제하는 항 -CRISPR 단백질 ACRIIA4의 분자 메커니즘은 박테리아 면역 체계 (CRISPR-CAS9)의 공동 진화 분자 메커니즘 (CRISPR-CAS9) 및 PHAGE 방어 시스템 (Anti-CRISPR)을 드러내는 데 중요한 과학적 중요성을 가질뿐만 아니라 조절 적으로 정의 된 모습을위한 구조적 기초를 제공하는 데있어 중요한 과학적 중요성을 가질뿐만 아니라 중요한 과학적 중요성을 가질뿐만 아니라 중요한 과학적 중요성을 가지고있다. 시간과 공간의 유전자 편집 활동. 이 결과는 CRISPR-CPF1 (Nature, 2016; RNA Biology, 2017), CRISPR-C2C1 (Cell Research, 2017)과 같은 연구 결과 후 Huang Zhiwei 팀이 병원체-호스트 상호 작용 및 유전자 편집 분자 메커니즘 연구 분야에서 달성 한 또 다른 중요한 연구 성과입니다.
Huang Zhiwei 교수는이 연구 논문의 해당 저자입니다. 이 팀의 세 학생 인 Dong de, Guo Minghui 및 Master의 학생 Wang Sihan 은이 논문의 첫 번째 저자입니다. 팀의 박사후 동료 강사 인 Zhu Yuwei, Wang Shuo, Xiong Zhi, Yang Jianzeng 및 팀의 학부생 인 Xu Zengliang은 일부 연구 작업에 참여했습니다. 모든 연구 작업은 Harbin Institute of Technology에서 완료되었습니다. 상하이 동기 방사선 센터는 크리스탈 데이터 수집을 지원합니다. 이 프로젝트는 중국 국립 자연 과학 재단 (National Natural Science Foundation of China, Harbin Institute of Technology Youth Scientist Studio 및 기타 기금)이 자금을 지원합니다.
자연 기사 링크 :http : //www.nature.com/nature/journal/vaap/ncurrent/full/nature22377.html
http : //www.nature.com/nature/journal/vaap/ncurrent/pdf/nature22377.pdf
