近日，中國科學(xué)院武漢病毒研究所鄧增欽團(tuán)隊與天津醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院張恒團(tuán)隊合作，在《自然》（Nature）上發(fā)表了題為Structural basis for the activity of the type VII CRISPR-Cas system的研究論文。該研究證實了VII型CRISPR-Cas系統(tǒng)能夠特異性識別細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄本并靶向敲低基因表達(dá)，并能夠幫助宿主菌抵抗噬菌體的感染，是具有適應(yīng)性免疫功能的CRISPR系統(tǒng)。同時，該工作解析了這一系統(tǒng)組裝、識別和切割底物RNA的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

CRISPR-Cas是廣泛存在于細(xì)菌和古菌中的抵抗病毒入侵的適應(yīng)性免疫系統(tǒng)。目前，關(guān)于I-VI型CRISPR-Cas系統(tǒng)的功能和機(jī)制研究比較深入，而近期發(fā)現(xiàn)的VII型CRISPR-Cas系統(tǒng)的生物學(xué)功能和分子機(jī)理尚不清楚。

為闡明VII型系統(tǒng)切割底物RNA的分子機(jī)制并進(jìn)一步探討其應(yīng)用于基因編輯的可能性，該團(tuán)隊對VII型系統(tǒng)復(fù)合體進(jìn)行了生化表征及結(jié)構(gòu)解析。研究發(fā)現(xiàn)：VII型系統(tǒng)復(fù)合體由7個Cas7蛋白、1個Cas5蛋白、4個Cas14蛋白以及crRNA和底物RNA構(gòu)成；VII型系統(tǒng)通過獨特的核酸酶Cas14四聚體特異性切割底物RNA；底物靶序列兩側(cè)的序列（PFS）限制了CRISPR工具對靶點的選擇性，而VII型系統(tǒng)的3-PFS對底物切割無影響，5-PFS可以通過增加VII系統(tǒng)復(fù)合體中Cas14的結(jié)合位點影響對RNA底物的切割。

該工作首次表征了VII型CRISPR-Cas系統(tǒng)的功能，闡明了這一系統(tǒng)獨特的組裝機(jī)制、底物RNA識別和切割模式，為基于VII型CRISPR-Cas系統(tǒng)的RNA操控工具的設(shè)計與開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

研究工作得到國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院院級人才項目等的支持。

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VII型CRISPR-Cas系統(tǒng)的工作機(jī)理