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Structure paper

タイトルStructural basis of Cas9 DNA interrogation with a 5' truncated sgRNA.
ジャーナル・号・ページNucleic Acids Res, Vol. 53, Issue 1, Year 2025
掲載日2025年1月7日
著者Kaitlyn A Kiernan / Jieun Kwon / Bradley J Merrill / Miljan Simonović /
PubMed 要旨The efficiency and accuracy of CRISPR-Cas9 targeting varies considerably across genomic targets and remains a persistent issue for using this system in cells. Studies have shown that the use of 5' ...The efficiency and accuracy of CRISPR-Cas9 targeting varies considerably across genomic targets and remains a persistent issue for using this system in cells. Studies have shown that the use of 5' truncated single guide RNAs (sgRNAs) can reduce the rate of unwanted off-target recognition while still maintaining on-target specificity. However, it is not well-understood how reducing target complementarity enhances specificity or how truncation past 15 nucleotides (nts) prevents full Cas9 activation without compromising on-target binding. Here, we use biochemistry and cryogenic electron microscopy to investigate Cas9 structure and activity when bound to a 14-nt sgRNA. Our structures reveal that the shortened path of the displaced non-target strand (NTS) sterically occludes docking of the HNH L1 linker and prevents proper positioning of the nuclease domains. We show that cleavage inhibition can be alleviated by either artificially melting the protospacer adjacent motif (PAM)-distal duplex or providing a supercoiled substrate. Even though Cas9 forms a stable complex with its target, we find that plasmid cleavage is ∼1000-fold slower with a 14-nt sgRNA than with a full-length 20-nt sgRNA. Our results provide a structural basis for Cas9 target binding with 5' truncated sgRNAs and underline the importance of PAM-distal NTS availability in promoting Cas9 activation.
リンクNucleic Acids Res / PubMed:39657754 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度3.0 - 3.1 Å
構造データ

45368

9c9p

EMDB-45368, PDB-9c9p:
Cas9 ternary complex, 14-nt sgRNA, State I (linear)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.1 Å

45586

9cgu

EMDB-45586, PDB-9cgu:
Cas9 ternary complex, 14-nt sgRNA, State II (kinked)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.0 Å

由来
  • streptococcus pyogenes (化膿レンサ球菌)
  • synthetic construct (人工物)
キーワードDNA BINDING PROTEIN / Type II-A CRISPR-associated endonuclease RNA-guided DNA targeting Mg2+ dependent / DNA BINDING PROTEIN/DNA/RNA / Type II-A / CRISPR-associated endonuclease / RNA-guided / DNA targeting / Mg2+ dependent / DNA BINDING PROTEIN-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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  • Pubmedのデータを利用しています

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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