構造生物学：VII型CRISPR–Cas系の活性の構造基盤
Nature 633, 8029 doi: 10.1038/s41586-024-07815-0
新規に見つかったVII型CRISPR–Cas系候補は、Cas5およびCas7タンパク質により形成されCRISPR RNAをガイドとするリボ核タンパク質複合体を介して、RNAを標的とする。しかし、RNAの切断は他のCRISPR–Cas系のエフェクターヌクレアーゼとは異なる、特化したCas14ヌクレアーゼにより行われる。今回我々は、Cas14が結合した干渉複合体について、多様な機能状態にある7つのクライオ電子顕微鏡構造を報告する。溶液中で四量体タンパク質となっているCas14は、標的RNAに依存する形でCas5–Cas7複合体へと結合する。Cas14のN末端触媒ドメインは、切断のために基質RNAの伸長部分に結合するが、C末端ドメインは主にCas14をCas5–Cas7複合体へつなぎとめる役割を果たしている。生化学的切断実験によって、クライオ電子顕微鏡で捉えられた機能中のコンホメーションが確認され、Cas14はCas5–Cas7複合体上のさまざまな部位に結合して個々の切断を実行することが明らかになった。C末端ドメインのC型のクランプに挟まれた、Cas7から突き出ている1つのアルギニンによって、Cas14の結合が精密に調整されている。また、標的RNAの切断は5′末端の相補的なプロトスペーサーフランキング配列により変化するが、3′末端の配列によっては変化しない。まとめると、我々の研究により、VII型CRISPR–Cas系の干渉複合体の組み立てとVII型CRISPR–Cas系での基質切断の基盤となる分子レベルの重要な詳細が解明され、これはVII型CRISPR–Cas系の生物工学的応用のための合理的な改変に役立つだろう。
