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-基本情報
登録情報 | データベース: EMDB / ID: EMD-13486 | |||||||||
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タイトル | Cryo-EM structure of ShCas12k in complex with a sgRNA and a dsDNA target | |||||||||
マップデータ | ||||||||||
試料 |
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キーワード | Cas12k / sgRNA / target DNA / Protein-RNA-DNA complex / Tn7 / DNA Binding Protein / Transposition / CRISPR | |||||||||
機能・相同性 | : / ShCas12k 機能・相同性情報 | |||||||||
生物種 | Scytonema hofmannii (バクテリア) / synthetic construct (人工物) | |||||||||
手法 | 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.04 Å | |||||||||
データ登録者 | Schmitz M / Jinek M | |||||||||
資金援助 | European Union, 2件
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引用 | ジャーナル: Nature / 年: 2021 タイトル: Target site selection and remodelling by type V CRISPR-transposon systems. 著者: Irma Querques / Michael Schmitz / Seraina Oberli / Christelle Chanez / Martin Jinek / 要旨: Canonical CRISPR-Cas systems provide adaptive immunity against mobile genetic elements. However, type I-F, I-B and V-K systems have been adopted by Tn7-like transposons to direct RNA-guided ...Canonical CRISPR-Cas systems provide adaptive immunity against mobile genetic elements. However, type I-F, I-B and V-K systems have been adopted by Tn7-like transposons to direct RNA-guided transposon insertion. Type V-K CRISPR-associated transposons rely on the pseudonuclease Cas12k, the transposase TnsB, the AAA+ ATPase TnsC and the zinc-finger protein TniQ, but the molecular mechanism of RNA-directed DNA transposition has remained elusive. Here we report cryo-electron microscopic structures of a Cas12k-guide RNA-target DNA complex and a DNA-bound, polymeric TnsC filament from the CRISPR-associated transposon system of the photosynthetic cyanobacterium Scytonema hofmanni. The Cas12k complex structure reveals an intricate guide RNA architecture and critical interactions mediating RNA-guided target DNA recognition. TnsC helical filament assembly is ATP-dependent and accompanied by structural remodelling of the bound DNA duplex. In vivo transposition assays corroborate key features of the structures, and biochemical experiments show that TniQ restricts TnsC polymerization, while TnsB interacts directly with TnsC filaments to trigger their disassembly upon ATP hydrolysis. Together, these results suggest that RNA-directed target selection by Cas12k primes TnsC polymerization and DNA remodelling, generating a recruitment platform for TnsB to catalyse site-specific transposon insertion. Insights from this work will inform the development of CRISPR-associated transposons as programmable site-specific gene insertion tools. | |||||||||
履歴 |
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-構造の表示
ムービー |
ムービービューア |
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構造ビューア | EMマップ: SurfViewMolmilJmol/JSmol |
添付画像 |
-ダウンロードとリンク
-EMDBアーカイブ
マップデータ | emd_13486.map.gz | 49 MB | EMDBマップデータ形式 | |
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ヘッダ (付随情報) | emd-13486-v30.xml emd-13486.xml | 12.7 KB 12.7 KB | 表示 表示 | EMDBヘッダ |
画像 | emd_13486.png | 56.2 KB | ||
Filedesc metadata | emd-13486.cif.gz | 5.9 KB | ||
アーカイブディレクトリ | http://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-13486 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-13486 | HTTPS FTP |
-検証レポート
文書・要旨 | emd_13486_validation.pdf.gz | 445.3 KB | 表示 | EMDB検証レポート |
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文書・詳細版 | emd_13486_full_validation.pdf.gz | 444.9 KB | 表示 | |
XML形式データ | emd_13486_validation.xml.gz | 6.4 KB | 表示 | |
CIF形式データ | emd_13486_validation.cif.gz | 7.2 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://ftp.pdbj.org/pub/emdb/validation_reports/EMD-13486 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/validation_reports/EMD-13486 | HTTPS FTP |
-関連構造データ
-リンク
EMDBのページ | EMDB (EBI/PDBe) / EMDataResource |
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-マップ
ファイル | ダウンロード / ファイル: emd_13486.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 103 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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投影像・断面図 | 画像のコントロール
画像は Spider により作成 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ボクセルのサイズ | X=Y=Z: 0.64 Å | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
密度 |
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対称性 | 空間群: 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
詳細 | EMDB XML:
CCP4マップ ヘッダ情報:
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-添付データ
-試料の構成要素
-全体 : Ternary complex of ShCas12k with sgRNA and target dsDNA
全体 | 名称: Ternary complex of ShCas12k with sgRNA and target dsDNA |
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要素 |
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-超分子 #1: Ternary complex of ShCas12k with sgRNA and target dsDNA
超分子 | 名称: Ternary complex of ShCas12k with sgRNA and target dsDNA タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all |
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由来(天然) | 生物種: Scytonema hofmannii (バクテリア) |
分子量 | 理論値: 187 KDa |
-分子 #1: ShCas12k
分子 | 名称: ShCas12k / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO |
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由来(天然) | 生物種: Scytonema hofmannii (バクテリア) |
分子量 | 理論値: 73.421773 KDa |
組換発現 | 生物種: Escherichia coli (大腸菌) |
配列 | 文字列: SNASQITIQA RLISFESNRQ QLWKLMADLN TPLINELLCQ LGQHPDFEKW QQKGKLPSTV VSQLCQPLKT DPRFAGQPSR LYMSAIHIV DYIYKSWLAI QKRLQQQLDG KTRWLEMLNS DAELVELSGD TLEAIRVKAA EILAIAMPAS ESDSASPKGK K GKKEKKPS ...文字列: SNASQITIQA RLISFESNRQ QLWKLMADLN TPLINELLCQ LGQHPDFEKW QQKGKLPSTV VSQLCQPLKT DPRFAGQPSR LYMSAIHIV DYIYKSWLAI QKRLQQQLDG KTRWLEMLNS DAELVELSGD TLEAIRVKAA EILAIAMPAS ESDSASPKGK K GKKEKKPS SSSPKRSLSK TLFDAYQETE DIKSRSAISY LLKNGCKLTD KEEDSEKFAK RRRQVEIQIQ RLTEKLISRM PK GRDLTNA KWLETLLTAT TTVAEDNAQA KRWQDILLTR SSSLPFPLVF ETNEDMVWSK NQKGRLCVHF NGLSDLIFEV YCG NRQLHW FQRFLEDQQT KRKSKNQHSS GLFTLRNGHL VWLEGEGKGE PWNLHHLTLY CCVDNRLWTE EGTEIVRQEK ADEI TKFIT NMKKKSDLSD TQQALIQRKQ STLTRINNSF ERPSQPLYQG QSHILVGVSL GLEKPATVAV VDAIANKVLA YRSIK QLLG DNYELLNRQR RQQQYLSHER HKAQKNFSPN QFGASELGQH IDRLLAKAIV ALARTYKAGS IVLPKLGDMR EVVQSE IQA IAEQKFPGYI EGQQKYAKQY RVNVHRWSYG RLIQSIQSKA AQTGIVIEEG KQPIRGSPHD KAKELALSAY NLRLTRR S UniProtKB: ShCas12k |
-分子 #2: sgRNA
分子 | 名称: sgRNA / タイプ: rna / ID: 2 / コピー数: 1 |
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由来(天然) | 生物種: Scytonema hofmannii (バクテリア) |
分子量 | 理論値: 82.376547 KDa |
配列 | 文字列: GGAUAUUAAU AGCGCCGCAA UUCAUGCUGC UUGCAGCCUC UGAAUUUUGU UAAAUGAGGG UUAGUUUGAC UGUAUAAAUA CAGUCUUGC UUUCUGACCC UGGUAGCUGC UCACCCUGAU GCUGCUGUCA AUAGACAGGA UAGGUGCGCU CCCAGCAAUA A GGGCGCGG ...文字列: GGAUAUUAAU AGCGCCGCAA UUCAUGCUGC UUGCAGCCUC UGAAUUUUGU UAAAUGAGGG UUAGUUUGAC UGUAUAAAUA CAGUCUUGC UUUCUGACCC UGGUAGCUGC UCACCCUGAU GCUGCUGUCA AUAGACAGGA UAGGUGCGCU CCCAGCAAUA A GGGCGCGG AUGUACUGCU GUAGUGGCUA CUGAAUCACC CCCGAUCAAG GGGGAACCCU AAAUGGGUUG AAAGGAGAAG UC AUUUAAU AAGGCCACU |
-分子 #3: DNA target strand
分子 | 名称: DNA target strand / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 1 / 分類: DNA |
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由来(天然) | 生物種: synthetic construct (人工物) |
分子量 | 理論値: 15.301837 KDa |
配列 | 文字列: (DG)(DT)(DT)(DT)(DA)(DA)(DC)(DA)(DG)(DT) (DG)(DG)(DC)(DC)(DT)(DT)(DA)(DT)(DT)(DA) (DA)(DA)(DT)(DG)(DA)(DC)(DT)(DT)(DC) (DT)(DC)(DA)(DA)(DC)(DC)(DT)(DC)(DC)(DT) (DA) (DC)(DG)(DT)(DA)(DT)(DC)(DG)(DT) (DA)(DG) |
-分子 #4: DNA non-target strand
分子 | 名称: DNA non-target strand / タイプ: dna / ID: 4 / コピー数: 1 / 分類: DNA |
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由来(天然) | 生物種: synthetic construct (人工物) |
分子量 | 理論値: 15.497987 KDa |
配列 | 文字列: (DC)(DT)(DA)(DC)(DG)(DA)(DT)(DA)(DC)(DG) (DT)(DA)(DG)(DG)(DA)(DG)(DG)(DT)(DT)(DG) (DA)(DG)(DA)(DA)(DG)(DT)(DC)(DA)(DT) (DT)(DT)(DA)(DA)(DT)(DA)(DA)(DG)(DG)(DC) (DC) (DA)(DC)(DT)(DG)(DT)(DT)(DA)(DA) (DA)(DC) |
-実験情報
-構造解析
手法 | クライオ電子顕微鏡法 |
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解析 | 単粒子再構成法 |
試料の集合状態 | particle |
-試料調製
緩衝液 | pH: 7.5 |
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凍結 | 凍結剤: ETHANE / 装置: FEI VITROBOT MARK IV |
-電子顕微鏡法
顕微鏡 | FEI TITAN KRIOS |
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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: 51.81 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 |
試料ステージ | 試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER |
実験機器 | モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |
-画像解析
初期モデル | モデルのタイプ: NONE |
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最終 再構成 | 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.04 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 138000 |
初期 角度割当 | タイプ: OTHER |
最終 角度割当 | タイプ: OTHER |