構造生物学：Card1ヌクレアーゼはIII型CRISPR免疫の際に防御を誘導する
Nature 590, 7847 doi: 10.1038/s41586-021-03206-x
原核生物のIII型CRISPR–Cas免疫応答では、感染によって、CARF（CRISPR-associated Rossman fold）ドメインを持つタンパク質に結合してそれを活性化させるサイクリックオリゴアデニル酸の産生が開始される。多くのIII型座位は、CARFドメインが制限エンドヌクレアーゼ様ドメインと融合したタンパク質と関連している。しかし、特徴がはっきりと明らかにされているリボヌクレアーゼであるCsm6とCsx1を除いて、これらの誘導性エフェクターが防御をもたらすかどうかや、その仕組みは分かっていない。今回我々は、Card1（cyclic-oligoadenylate-activated single-stranded ribonuclease and single-stranded deoxyribonuclease 1）と名付けた、III型CRISPRのアクセサリータンパク質について調べた。Card1は対称的な二量体を形成し、そのCARFドメインと制限エンドヌクレアーゼドメインの間の中央に大きな空洞があり、ここにサイクリックテトラアデニル酸が結合することが分かった。リガンドが結合すると、それぞれの単量体が互いに対して回転するコンホメーション変化が引き起こされ、よりコンパクトな二量体足場が形成される。この足場ではマンガン陽イオンが触媒残基に配位して、一本鎖核酸（DNAとRNAの両方）の切断が活性化されるが、二本鎖核酸の切断は活性化されない。in vivoでは、Card1の活性化は、感染宿主の休眠を誘導して、ファージ感染とプラスミドに対する免疫がもたらされた。我々の結果は、免疫を誘導するためにCRISPR系で用いられる戦略の多様性を明らかにしている。
