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タイトルCRISPR-Cas9 bends and twists DNA to read its sequence.
ジャーナル・号・ページNat Struct Mol Biol, Vol. 29, Issue 4, Page 395-402, Year 2022
掲載日2022年4月14日
著者Joshua C Cofsky / Katarzyna M Soczek / Gavin J Knott / Eva Nogales / Jennifer A Doudna /
PubMed 要旨In bacterial defense and genome editing applications, the CRISPR-associated protein Cas9 searches millions of DNA base pairs to locate a 20-nucleotide, guide RNA-complementary target sequence that ...In bacterial defense and genome editing applications, the CRISPR-associated protein Cas9 searches millions of DNA base pairs to locate a 20-nucleotide, guide RNA-complementary target sequence that abuts a protospacer-adjacent motif (PAM). Target capture requires Cas9 to unwind DNA at candidate sequences using an unknown ATP-independent mechanism. Here we show that Cas9 sharply bends and undertwists DNA on PAM binding, thereby flipping DNA nucleotides out of the duplex and toward the guide RNA for sequence interrogation. Cryogenic-electron microscopy (cryo-EM) structures of Cas9-RNA-DNA complexes trapped at different states of the interrogation pathway, together with solution conformational probing, reveal that global protein rearrangement accompanies formation of an unstacked DNA hinge. Bend-induced base flipping explains how Cas9 'reads' snippets of DNA to locate target sites within a vast excess of nontarget DNA, a process crucial to both bacterial antiviral immunity and genome editing. This mechanism establishes a physical solution to the problem of complementarity-guided DNA search and shows how interrogation speed and local DNA geometry may influence genome editing efficiency.
リンクNat Struct Mol Biol / PubMed:35422516 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.5 - 3.3 Å
構造データ

24817

7s36

EMDB-24817, PDB-7s36:
Cas9:sgRNA:DNA (S. pyogenes) with 0 RNA:DNA base pairs, closed-protein/bent-DNA conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.2 Å

24818

7s37

EMDB-24818, PDB-7s37:
Cas9:sgRNA (S. pyogenes) in the open-protein conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.2 Å

24819

7s38

EMDB-24819, PDB-7s38:
Cas9:sgRNA:DNA (S. pyogenes) forming a 3-base-pair R-loop
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.3 Å

24823

7s3h

EMDB-24823, PDB-7s3h:
Cas9:sgRNA:DNA (S. pyogenes) with 0 RNA:DNA base pairs, open-protein/linear-DNA conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.5 Å

由来
  • streptococcus pyogenes serotype m1 (化膿レンサ球菌)
  • synthetic construct (人工物)
  • streptococcus pyogenes (化膿レンサ球菌)
キーワードHYDROLASE/RNA/DNA / DNase / complex / ribonucleoprotein / genome editor / HYDROLASE-RNA-DNA complex / HYDROLASE/RNA / HYDROLASE-RNA complex

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbjlvh1.pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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  • EMDB/PDB/SASBDBのエントリから引用されている文献のデータベースです
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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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