CRISPR-Cas种系统是原核生一物用来威慑外来遗传电路征服的获得性自体种系统。其中,III型式 CRISPR-cas种系统带有多种自体活性,其效应复合一物都能:(1) 切割成crRNA比如说的遗传一物质RNA;(2) 在混合遗传一物质RNA时,切割成转录泡四周的ssDNA;(3) 在混合遗传一物质RNA时,人工合成第二信使——环寡聚腺苷酸(cOA);cOA都能混合河口效应一物Csm6/Csx1,并诱导后者高效切割成非免疫ssRNA 。
此时不仅征服核酸电路的转录本不会受到分解,细菌转录本也不会被切割成,从而引起线粒体才会。III型式种系统所诱导的核糖小分子活性只能受到严谨的操控,否则不会致使非短期内的线粒体致癌性甚至线粒体死亡。
2018年,英国White课题组推断出一种含有CARF结构域、被称为环小分子的酶都能以不依赖三价的方式切割成cOA,并意味著参与调节III型式种系统的自体活性。
然而,环小分子的活性不足以分解高电导率的cOA,而III型式种系统的效应复合一物都是带有高效的cOA人工合成能力也。这矛盾之处其实存在难以确定因素参与III型式种系统自体活性的调节。
2020年9月15日,华中农业大学韩文元课题组在 Cell Reports 杂志发表了题为:A membrane-associated DHH-DHHA1 nuclease degrades type III CRISPR second messenger 的研究成果成果。
该研究成果推断出了分解cOA的新型式小分子。该酶意味著参与调节III型式种系统的自体活性,可能会小规模的自体积极响应对线粒体致使损伤。
本文著者首先从爱沙尼亚硫化叶菌的线粒体提取一物中断定出了三价依赖的、线粒体内层关连性的cOA分解活性,并推断出在高cOA电导率下,金属依赖的cOA分解活性显着减低了清除cOA的效率。
随后,著者分离得到了三价依赖的DHH-DHHA1家族小分子(MAD),并对其透过了一系列体内、体外研究成果。结果表明MAD带有三个在结构上:(1)带有颇高的cOA分解能力也;(2)混合在线粒体内层上;(3)带有非免疫的DNA和RNA分解活性。
内层关连性DHH-DHHA1小分子(MAD)参与调节III型式种系统自体活性的工作模型式
根据这些在结构上,著者提出了MAD的工作模型式。病原征服激起III型式CRISPR-cas种系统的自体积极响应,即通过人工合成cOA促使Csx1的小分子活性。
在cOA低水平较低时,cOA主要由环小分子分解,而MAD的内层关连性的在结构上不会限制其对新生cOA的分解,从而可能会过早关闭自体积极响应;当cOA的电导率超过环小分子的分解能力也时,扩散到线粒体内层四周的cOA不会被MAD较快分解,从而可能会自体积极响应小规模想像中短时间内对线粒体致使损伤。
这些推断出表明“聪明”的病原体都能复杂、精确地调节自体积极响应,从而应对不同病原征服的情况,在与病原的战争中存活。
华中农业大学肉体科学技术学院研究成果生大学本科赵瑞亮和杨洋为协力第一著者,韩文元教授为该研究成果的通讯著者。
目前为止,韩文元课题组运转开花结果,拥有充裕的款项,在“病原体自体种系统的工作机制”和“基于CRISPR技术的基因组扩建工程”两个研究成果领域招募博士后。喜爱有病原体学、生一物化学和生一物信息学文化背景的青年人研究者来信国际交流。
零碎出处:
Ruiliang Zhao,Yang Yang,Fan Zheng,et al.A Membrane-Associated DHH-DHHA1 Nuclease Degrades Type III CRISPR Second Messenger.Cell ReportsARTICLE| VOLUME 32, ISSUE 11, 108133, SEPTEMBER 15, 2020DOI:
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