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タイトルBridge helix of Cas12a is an allosteric regulator of R-loop formation and RuvC activation.
ジャーナル・号・ページNat Commun, Vol. 17, Issue 1, Year 2026
掲載日2026年1月28日
著者Chhandosee Ganguly / Swarmistha Devi Aribam / Alberto Monteiro Dos Santos / Lindsie Martin / Leonard M Thomas / Yihan Shao / Rakhi Rajan /
PubMed 要旨CRISPR-Cas12a, an RNA-based DNA targeting system, is widely used for genome editing and biomarker detection. To mitigate the off-target DNA cleavage of Cas12a, we previously developed a Francisella ...CRISPR-Cas12a, an RNA-based DNA targeting system, is widely used for genome editing and biomarker detection. To mitigate the off-target DNA cleavage of Cas12a, we previously developed a Francisella novicida Cas12a variant (FnoCas12a) by introducing double proline substitutions (K969P/D970P) in a conserved arginine-rich helix called the bridge helix (BH). In this work, we use a combinatorial approach to understand the molecular mechanisms of BH-mediated activation of Cas12a for DNA cleavage. We report five structures of FnoCas12a that are at different states of conformational activation. Comparison of the variant and wild-type (FnoCas12a) structures, along with activity assays and computational simulations, establishes the loop-to-helical transition and bending of the BH as an allosteric trigger for RNA-DNA hybrid propagation. These changes track with the previously reported coupled remodeling of BH and helix 1 of RuvC motif-II as well as the REC lobe movements needed to accommodate the growing hybrid. The transition of the BH is essential for the loop-to-helical transition of the "lid", which in turn opens the RuvC active site pocket for DNA entry and cleavage. Pairwise 3D structural comparison of the BH and RuvC of Cas12 and Cas9 families provides insight into the diversity of BH's structural organization in these mechanistically similar enzymes.
リンクNat Commun / PubMed:41605928 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度3.21 - 4.0 Å
構造データ

48337

9mkt

EMDB-48337, PDB-9mkt:
FnoCas12a bridge helix variant state 1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.26 Å

48338

9mku

EMDB-48338, PDB-9mku:
FnoCas12a bridge helix variant state 2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.0 Å

48339

9mkv

EMDB-48339, PDB-9mkv:
FnoCas12a bridge helix variant state 3
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.68 Å

48340

9mkw

EMDB-48340, PDB-9mkw:
FnoCas12a bridge helix variant state 4a
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.63 Å

48341

9mkx

EMDB-48341, PDB-9mkx:
FnoCas12a bridge helix variant state 4b
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.21 Å

由来
  • francisella tularensis subsp. novicida u112 (バクテリア)
  • synthetic construct (人工物)
  • francisella tularensis subsp. novicida (バクテリア)
キーワードDNA BINDING PROTEIN / Cas12a / bridge helix / loop-to-helical transition / conformational cascade / allostery / off-target DNA cleavage

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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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