生化学：CRISPRを正確に適合させるためのプレスペーサーの選択的結合とプロセシング

CRISPR–Cas免疫は、原核生物を侵入してくる遺伝因子から守っている。この系では、高度に保存されたCas1–Cas2複合体を使って遺伝する記憶（スペーサー）が確立される。Cas1–Cas2複合体が外来DNA断片（プレスペーサー）からスペーサーを獲得し、それを正しい向きでCRISPR座位に組み込む仕組みは明らかになっていない。今回我々は、時間・空間分解能が高い単一分子蛍光観察法を用いて、Cas1–Cas2がさまざまな形のDNA（一本鎖DNAや部分的に二本鎖になったDNAなど）からプレスペーサー前駆体を選択すること、この選択はそのDNA鎖の長さとプロトスペーサー隣接モチーフ（PAM）配列の存在に依存して起こることを明らかにする。また、Cas1–Cas2と結合したプレスペーサー前駆体を組み込みに適したサイズの成熟プレスペーサーへと加工する酵素は、DnaQエキソヌクレアーゼであることが突き止められた。Cas1–Cas2は成熟化からPAM配列を保護し、その結果、非対称にトリミングされたプレスペーサーが作られて、スペーサーが正しい方向となるように組み込まれる。これらの結果により、プレスペーサー前駆体の選択とPAMのトリミングの速度論的協調が明らかになり、正しく機能するスペーサーのCRISPR座位への組み込みの基盤となる機構についての知見が得られた。

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