发现抑制CRISPR-Cas系统活性的新蛋白质

在7月3日发表在《自然》杂志上的一项研究中，中国科学院生物物理研究所和加拿大多伦多大学的研究人员发现了一种名为AcrIF25的新型抗CRISPR蛋白，该蛋白通过拆除I-F型CRISPR-Cas复合物（Csy复合物）来抑制CRISPR-Case系统的活性，为精确控制CRISPR-Cass系统提供了一种新方法

CRISPR-Cas系统是一种强大的基因编辑工具，广泛应用于细菌和古菌中，以防御外源DNA的入侵。为了平衡这种强大的防御机制，一些细菌和古菌已经进化出能够抑制CRISPR-Cas系统活性的蛋白质，称为抗CRISPR蛋白（Acr）

在这项研究中，研究人员首先使用生物信息学鉴定了一种名为AcrIF25的新的抗CRISPR蛋白。体内试验表明，AcrIF25显著抑制了铜绿假单胞菌I-F型CRISPR-Cas系统的活性

尺寸排阻色谱结果表明，AcrIF25不直接与完整的Csy复合物结合，而是与Cas7亚基特异性相互作用，并将其与Csy复合物质解离，从而阻断CRISPR-Cas系统的功能

为了进一步阐明AcrIF25的机制，研究人员解决了AcrIF25和Cas7:ArciF25复合物的晶体结构。他们发现，AcrIF25通过其C末端结构域与Cas7相互作用，该结构域覆盖了Cas7亚基之间的结合界面以及Cas7和crRNA之间的界面。因此，AcrIF2的结合会破坏Cas7与相邻Cas7子基和crRNA的相互作用，导致整个Csy复合物的解体

值得注意的是，AcrIF25可以在不使用ATP水解产生的能量的情况下从Csy复合物中去除Cas7亚基。AcrIF25是在没有外部能量供应的情况下分解大型稳定蛋白质核酸复合物的蛋白质的第一个例子

这项研究不仅丰富了我们对Acr蛋白机制的理解，也为未来开发新的基因编辑工具提供了宝贵的线索 More information: Chantel N. Trost et al, An anti-CRISPR that pulls apart a CRISPR–Cas complex, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07642-3

Journal information: Nature