Обнаружен новый белок, подавляющий активность системы CRISPR-Cas

В исследовании, опубликованном в Природа 3 июля исследователи из Института биофизики Китайской академии наук и Университета Торонто (Канада) открыли новый анти-CRISPR—белок под названием AcrIF25, который подавляет активность системы CRISPR-Cas, разрушая комплекс CRISPR-Cas IF-типа (комплекс Csy), что открывает новый подход к точному контролю системы CRISPR-Cas.

Система CRISPR-Cas — это мощный инструмент редактирования генов, широко используемый в бактериях и археях для защиты от вторжения чужеродной ДНК. Чтобы сбалансировать этот мощный защитный механизм, некоторые бактерии и археи выработали белки, способные ингибировать активность системы CRISPR-Cas, известные как анти-CRISPR-белки (Acr).

В этом исследовании ученые впервые идентифицировали новый анти-CRISPR-белок под названием AcrIF25 с помощью биоинформатики. Анализы in vivo показали, что AcrIF25 значительно подавляет активность системы CRISPR-Cas типа IF у Pseudomonas aeruginosa.

Результаты эксклюзионной хроматографии показали, что AcrIF25 не связывается напрямую со всем комплексом Csy, а специфически взаимодействует с субъединицами Cas7 и отделяет их от комплекса Csy, тем самым блокируя функцию системы CRISPR-Cas.

Для дальнейшего выяснения механизма AcrIF25 исследователи решили кристаллические структуры AcrIF25 и комплекса Cas7:AcrIF25. Они обнаружили, что AcrIF25 взаимодействует с Cas7 через свой C-концевой домен, который охватывает интерфейс связывания между субъединицами Cas7 и интерфейс между Cas7 и crRNA. Таким образом, связывание AcrIF25 нарушает взаимодействие Cas7 с соседними субъединицами Cas7 и crRNA, что приводит к разборке всего комплекса Csy.

Примечательно, что AcrIF25 может удалять субъединицы Cas7 из комплекса Csy без использования энергии, получаемой при гидролизе АТФ. AcrIF25 является первым примером белка, который разбирает большой и стабильный комплекс белок-нуклеиновая кислота при отсутствии внешнего источника энергии.

Это исследование не только обогащает наше понимание механизма работы белков Acr, но и дает ценные подсказки для разработки новых инструментов редактирования генов в будущем.