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Structure paper

タイトルStructural basis for mismatch surveillance by CRISPR-Cas9.
ジャーナル・号・ページNature, Vol. 603, Issue 7900, Page 343-347, Year 2022
掲載日2022年3月2日
著者Jack P K Bravo / Mu-Sen Liu / Grace N Hibshman / Tyler L Dangerfield / Kyungseok Jung / Ryan S McCool / Kenneth A Johnson / David W Taylor /
PubMed 要旨CRISPR-Cas9 as a programmable genome editing tool is hindered by off-target DNA cleavage, and the underlying mechanisms by which Cas9 recognizes mismatches are poorly understood. Although Cas9 ...CRISPR-Cas9 as a programmable genome editing tool is hindered by off-target DNA cleavage, and the underlying mechanisms by which Cas9 recognizes mismatches are poorly understood. Although Cas9 variants with greater discrimination against mismatches have been designed, these suffer from substantially reduced rates of on-target DNA cleavage. Here we used kinetics-guided cryo-electron microscopy to determine the structure of Cas9 at different stages of mismatch cleavage. We observed a distinct, linear conformation of the guide RNA-DNA duplex formed in the presence of mismatches, which prevents Cas9 activation. Although the canonical kinked guide RNA-DNA duplex conformation facilitates DNA cleavage, we observe that substrates that contain mismatches distal to the protospacer adjacent motif are stabilized by reorganization of a loop in the RuvC domain. Mutagenesis of mismatch-stabilizing residues reduces off-target DNA cleavage but maintains rapid on-target DNA cleavage. By targeting regions that are exclusively involved in mismatch tolerance, we provide a proof of concept for the design of next-generation high-fidelity Cas9 variants.
リンクNature / PubMed:35236982 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.76 - 3.56 Å
構造データ

24833

7s4u

EMDB-24833, PDB-7s4u:
Cryo-EM structure of Cas9 in complex with 12-14MM DNA substrate, 5 minute time-point
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.56 Å

EMDB-24834:
Cas9 in complex with 12-14MM DNA at 60 minute time-point, linear conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.47 Å

24835

7s4v

EMDB-24835, PDB-7s4v:
Cas9 bound to 12-14MM DNA, 60 min time-point, kinked conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.28 Å

EMDB-24836:
Cas9 in complex with 15-17MM DNA, 60 min time-point
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.33 Å

EMDB-24837:
Cas9 in complex with 18-20MM DNA, 1 min time-point, linear conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.87 Å

24838

7s4x

EMDB-24838, PDB-7s4x:
Cas9:gRNA in complex with 18-20MM DNA, 1 minute time-point, kinked active conformation
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.76 Å

化合物

ChemComp-MG:
Unknown entry / マグネシウムジカチオン

ChemComp-HOH:
WATER

由来
  • streptococcus pyogenes (化膿レンサ球菌)
  • synthetic construct (人工物)
キーワードIMMUNE SYSTEM/DNA/RNA / Cas9 / Mismatch / IMMUNE SYSTEM-DNA-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://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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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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