8月12日，Nature 雜志在線發(fā)表了中國科學院生物物理研究所王艷麗研究組關于CRISPR系統中Cascade復合物的研究進展，標題為Crystal structure of the RNA-guided immune surveillance Cascade complex in Escherichia coli。該文揭示了Cascade的晶體結構及其與RNA相互作用的方式。
成簇的、有規(guī)律間隔的短回文重復序列（clustered regularly interspaeed short palindromic repeats，CRISPR）和它的輔助蛋白（CRISPR-associated, Cas）構成CRISPR/Cas系統，以一種類似于真核生物RNA干擾(RNAi)的作用機制，在原核生物抵抗入侵的噬菌體和質粒的防御系統中發(fā)揮著重要作用。CRISPR-Cas系統分為三個類型（I型，II型和III型），大腸桿菌CRISPR/Cas 系統屬于I-E型，由5種Cas蛋白組成的11個亞基（其中含有1個CasA，2個CasB，6個CasC，1個CasD和1個CasE）以及一段61個核苷酸的成熟crRNA（CRISPR RNA）組成Cascade（CRISPR-associated complex for antiviral defense）復合物。Cascade復合物的質量約為405kDa，外觀上呈現出近似于“海馬”的結構，王艷麗研究組通過深入研究，獲得了分辨率為3.05 Å的X射線晶體結構（詳見下圖）。
該結構顯示，61個核苷酸的crRNA橫跨Cascade的11個亞基，并與6個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。來自CasC2-6的5個長β發(fā)卡結構穿過crRNA。因此crRNA被分成5個片斷，每個片段包括5個堆疊的堿基和一個翻轉的堿基。每一個crRNA間隔區(qū)片斷通過相似的方式與CasC相互作用。進一步的研究顯示，crRNA不僅在靶點識別中發(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。
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、國家自然科學基金以及中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項（B類）的資助。
CRISPR系統中Cascade復合物結構解析
