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- EMDB-35926: Cryo-EM structure of the AsCas12f-YHAM-sgRNAS3-5v7-target DNA -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-35926
タイトルCryo-EM structure of the AsCas12f-YHAM-sgRNAS3-5v7-target DNA
マップデータ
試料
  • 複合体: AsCas12f-YHAM-sgRNAS3-5v7-target DNA
    • タンパク質・ペプチド: Transposase IS605 OrfB C-terminal domain-containing protein
    • DNA: DNA (38-MER)
    • DNA: DNA (38-MER)
    • RNA: RNA (118-MER)
  • リガンド: ZINC ION
  • リガンド: MAGNESIUM ION
キーワードCRISPR-Cas / RNA BINDING PROTEIN-DNA COMPLEX / RNA BINDING PROTEIN / RNA BINDING PROTEIN-DNA-RNA complex
機能・相同性: / Transposase IS605, OrfB, C-terminal / Putative transposase DNA-binding domain / endonuclease activity / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 / DNA binding / RNA binding / metal ion binding / CRISPR-associated endodeoxyribonuclease Cas12f1
機能・相同性情報
生物種Sulfoacidibacillus thermotolerans (バクテリア)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.91 Å
データ登録者Hino T / Omura NS / Nakagawa R / Togashi T / Takeda NS / Hiramoto T / Tasaka S / Hirano H / Tokuyama T / Uosaki H ...Hino T / Omura NS / Nakagawa R / Togashi T / Takeda NS / Hiramoto T / Tasaka S / Hirano H / Tokuyama T / Uosaki H / Ishiguro H / Yamano H / Ozaki Y / Motooka D / Mori H / Kirita Y / Kise Y / Itoh Y / Matoba S / Aburatani H / Yachie N / Siksnys V / Ohmori T / Hoshino A / Nureki O
資金援助 日本, 1件
OrganizationGrant number国
Japan Agency for Medical Research and Development (AMED) 日本
引用ジャーナル: Cell / 年: 2023
タイトル: An AsCas12f-based compact genome-editing tool derived by deep mutational scanning and structural analysis.
著者: Tomohiro Hino / Satoshi N Omura / Ryoya Nakagawa / Tomoki Togashi / Satoru N Takeda / Takafumi Hiramoto / Satoshi Tasaka / Hisato Hirano / Takeshi Tokuyama / Hideki Uosaki / Soh Ishiguro / ...著者: Tomohiro Hino / Satoshi N Omura / Ryoya Nakagawa / Tomoki Togashi / Satoru N Takeda / Takafumi Hiramoto / Satoshi Tasaka / Hisato Hirano / Takeshi Tokuyama / Hideki Uosaki / Soh Ishiguro / Madina Kagieva / Hiroyuki Yamano / Yuki Ozaki / Daisuke Motooka / Hideto Mori / Yuhei Kirita / Yoshiaki Kise / Yuzuru Itoh / Satoaki Matoba / Hiroyuki Aburatani / Nozomu Yachie / Tautvydas Karvelis / Virginijus Siksnys / Tsukasa Ohmori / Atsushi Hoshino / Osamu Nureki /
要旨: SpCas9 and AsCas12a are widely utilized as genome-editing tools in human cells. However, their relatively large size poses a limitation for delivery by cargo-size-limited adeno-associated virus (AAV) ...SpCas9 and AsCas12a are widely utilized as genome-editing tools in human cells. However, their relatively large size poses a limitation for delivery by cargo-size-limited adeno-associated virus (AAV) vectors. The type V-F Cas12f from Acidibacillus sulfuroxidans is exceptionally compact (422 amino acids) and has been harnessed as a compact genome-editing tool. Here, we developed an approach, combining deep mutational scanning and structure-informed design, to successfully generate two AsCas12f activity-enhanced (enAsCas12f) variants. Remarkably, the enAsCas12f variants exhibited genome-editing activities in human cells comparable with those of SpCas9 and AsCas12a. The cryoelectron microscopy (cryo-EM) structures revealed that the mutations stabilize the dimer formation and reinforce interactions with nucleic acids to enhance their DNA cleavage activities. Moreover, enAsCas12f packaged with partner genes in an all-in-one AAV vector exhibited efficient knock-in/knock-out activities and transcriptional activation in mice. Taken together, enAsCas12f variants could offer a minimal genome-editing platform for in vivo gene therapy.
履歴
登録2023年4月13日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年9月27日-
マップ公開2023年9月27日-
更新2024年10月9日-
現状2024年10月9日処理サイト: PDBj / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_35926.png

ダウンロードとリンク

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マップ

ファイルダウンロード / ファイル: emd_35926.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 4.8 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
投影像・断面図

画像のコントロール

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
1.33 Å/pix.
x 108 pix.
= 143.424 Å		1.33 Å/pix.
x 108 pix.
= 143.424 Å		1.33 Å/pix.
x 108 pix.
= 143.424 Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.328 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
表面レベル登録者による: 0.15
最小 - 最大-0.004871192 - 2.1486135
平均 (標準偏差)0.010326324 (±0.077385545)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin464646
サイズ108108108
Spacing108108108
セルA=B=C: 143.424 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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ハーフマップ: #2

ファイルemd_35926_half_map_1.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: #1

ファイルemd_35926_half_map_2.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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試料の構成要素

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全体 : AsCas12f-YHAM-sgRNAS3-5v7-target DNA

全体名称: AsCas12f-YHAM-sgRNAS3-5v7-target DNA
要素
  • 複合体: AsCas12f-YHAM-sgRNAS3-5v7-target DNA
    • タンパク質・ペプチド: Transposase IS605 OrfB C-terminal domain-containing protein
    • DNA: DNA (38-MER)
    • DNA: DNA (38-MER)
    • RNA: RNA (118-MER)
  • リガンド: ZINC ION
  • リガンド: MAGNESIUM ION

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超分子 #1: AsCas12f-YHAM-sgRNAS3-5v7-target DNA

超分子名称: AsCas12f-YHAM-sgRNAS3-5v7-target DNA / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#4
由来(天然)生物種: Sulfoacidibacillus thermotolerans (バクテリア)

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分子 #1: Transposase IS605 OrfB C-terminal domain-containing protein

分子名称: Transposase IS605 OrfB C-terminal domain-containing protein
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Sulfoacidibacillus thermotolerans (バクテリア)
分子量理論値: 49.966105 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MGHHHHHHGS MIKVYRYEIV KPLDLDWKEF GTILRQLQQE TRFALNKATQ LAWEWMGYSS DYKDNHGEYP KSKDILGYTN VHGYAYHTI KTKAYRLNSG NLSQTIKRAT DRFKAYQKEI LRGDMSIPSY KRDIPLDLIK ENISVNRMNH GDYIASLSLL S NPAKQEMN ...文字列:
MGHHHHHHGS MIKVYRYEIV KPLDLDWKEF GTILRQLQQE TRFALNKATQ LAWEWMGYSS DYKDNHGEYP KSKDILGYTN VHGYAYHTI KTKAYRLNSG NLSQTIKRAT DRFKAYQKEI LRGDMSIPSY KRDIPLDLIK ENISVNRMNH GDYIASLSLL S NPAKQEMN VKRKISVIII VRGAGKTIMD RILSGEYQVH ASQIIHDDRK NKWYLNISYD FEPQTRVLDL NKIMGIDLGV AV AAYMAFQ HTPARYKLEG GEIENFRRQV ESRRISMLRQ GKYAGGARGG HGRDKRIKPI EQLRDKIANF RDTTNHRYSR YIV DMAIKM GCGTIQMEDL TNIRDIGSRF LQNWTYYDLQ QKIIYKAEEA GIKVIKIDPQ YTSQRCSECG NIDSGNRIGQ AIFK CRACG YEANADYNAA RNIAIPNIDK IIAESIK

UniProtKB: CRISPR-associated endodeoxyribonuclease Cas12f1

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分子 #2: DNA (38-MER)

分子名称: DNA (38-MER) / タイプ: dna / ID: 2 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Sulfoacidibacillus thermotolerans (バクテリア)
分子量理論値: 11.694576 KDa
配列文字列:
(DG)(DA)(DA)(DT)(DG)(DG)(DT)(DT)(DC)(DA) (DA)(DG)(DC)(DG)(DC)(DA)(DC)(DC)(DT)(DA) (DA)(DT)(DT)(DT)(DC)(DC)(DT)(DA)(DA) (DA)(DT)(DT)(DA)(DG)(DA)(DA)(DA)(DA)

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分子 #3: DNA (38-MER)

分子名称: DNA (38-MER) / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Sulfoacidibacillus thermotolerans (バクテリア)
分子量理論値: 11.689535 KDa
配列文字列:
(DT)(DT)(DT)(DT)(DC)(DT)(DA)(DA)(DT)(DT) (DT)(DA)(DG)(DG)(DA)(DA)(DA)(DT)(DT)(DA) (DG)(DG)(DT)(DG)(DC)(DG)(DC)(DT)(DT) (DG)(DA)(DA)(DC)(DC)(DA)(DT)(DT)(DC)

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分子 #4: RNA (118-MER)

分子名称: RNA (118-MER) / タイプ: rna / ID: 4 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: Sulfoacidibacillus thermotolerans (バクテリア)
分子量理論値: 38.288805 KDa
配列文字列:
GGAUUCGUCG GUUCAGCGAC GAUAAGCCGA GAAGUGCCAA UAAAACUGUU AAGUGGUUUG GUAACGCUCG GUAAGGUCCG AAAGGAGAA CCACUGAACG GAAAUUAGGU GCGCUUGGC

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分子 #5: ZINC ION

分子名称: ZINC ION / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 2 / 式: ZN
分子量理論値: 65.409 Da

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分子 #6: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 2 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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実験情報

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構造解析

手法クライオ電子顕微鏡法
解析単粒子再構成法
試料の集合状態particle

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試料調製

緩衝液pH: 7.6
凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
平均電子線量: 50.0 e/Å2
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系照射モード: OTHER / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 1.6 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.91 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 146448
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
FSC曲線 (解像度の算出)

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万見について

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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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万見 (Yorodumi)

幾万の構造データを、幾万の視点から

  • 万見(Yorodumi)は、EMDB/PDB/SASBDBなどの構造データを閲覧するためのページです。
  • EM Navigatorの詳細ページの後継、Omokage検索のフロントエンドも兼ねています。

関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 3つのデータバンクの比較 / 万見検索 / 2016年8月31日: 新しいEM Navigatorと万見 / 万見文献 / Jmol/JSmol / 機能・相同性情報 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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