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構造生物学：プライムエディターによるpegRNA依存性逆転写の構造基盤
Nature 631, 8019 doi: 10.1038/s41586-024-07497-8
化膿連鎖球菌（Streptococcus pyogenes）由来のCas9ニッカーゼ（nSpCas9）と改変されたモロニーマウス白血病ウイルス逆転写酵素（M-MLV RT）からなるプライムエディター系は、プライム編集ガイドRNA（pegRNA）と協働し、生きた細胞での正確なゲノム編集を幅広く手助けする。しかし、構造情報の欠如のため、プライムエディターによるpegRNA依存性逆転写の分子機構は依然として未知なところが多いままである。今回我々は、複数の状態のSpCas9–M-MLV RTΔRNaseH-pegRNA-標的DNA複合体のクライオ電子顕微鏡構造を示す。その終結構造と我々の機能解析から、M-MLV RTが予期された部位を超えて逆転写を延長し、結果として標的座での望まない編集を引き起こす、足場に由来する配列の組み込みをもたらすことが明らかになった。さらに、開始前、開始、伸張状態中の構造比較により、M-MLV RTは逆転写中にSpCas9に対して一定の位置にとどまる一方、SpCas9の表面に沿ってpegRNA–合成DNAヘテロ二重鎖が構築されることが示された。我々の構造的知見を基に、pegRNA変異体とM-MLV RTをSpCas9中に融合したプライムエディター変異体を合理的に改変した。まとめると、我々の発見からプライム編集の段階的機構への構造的知見が与えられ、多用途のプライム編集ツールボックスの開発に向けた道が開くだろう。
