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万見
- EMDB-49165: Cryo-EM structure of the dCas12f-gRNA complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-49165
タイトルCryo-EM structure of the dCas12f-gRNA complex
マップデータ
試料
  • 複合体: dCas12f-gRNA complex
    • タンパク質・ペプチド: Nuclease-deactivated Cas12f
    • RNA: gRNA (88-MER)
  • リガンド: MAGNESIUM ION
キーワードdCas12f / binary complex / RNA BINDING PROTEIN / RNA BINDING PROTEIN-RNA complex
生物種Flagellimonas taeanensis (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: 3.28 Å
データ登録者Chang L / Sternberg SH / Xiao R / Hoffmann FT / Wiegand T / Xie D
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01GM138675 米国
National Science Foundation (NSF, United States)2339799 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2026
タイトル: Structural basis of RNA-guided transcription by a dCas12f-σ-RNAP complex.
著者: Renjian Xiao / Florian T Hoffmann / Dan Xie / Tanner Wiegand / Adriana I Palmieri / Samuel H Sternberg / Leifu Chang /
要旨: In both natural and engineered biological systems, RNA-guided proteins have emerged as critical transcriptional regulators by modulating RNA polymerase (RNAP) and its associated factors. In bacteria, ...In both natural and engineered biological systems, RNA-guided proteins have emerged as critical transcriptional regulators by modulating RNA polymerase (RNAP) and its associated factors. In bacteria, diverse clades of repurposed TnpB and CRISPR-associated proteins repress gene expression by blocking transcription initiation or elongation, enabling non-canonical modes of regulatory control and adaptive immunity. A distinct class of nuclease-dead Cas12f homologues (dCas12f) instead activates gene expression through its association with unique extracytoplasmic function sigma factors (σ), although the molecular basis has remained elusive. Here we reveal a new mode of RNA-guided transcription initiation by determining the cryo-electron microscopy structures of the dCas12f-σ system from Flagellimonas taeanensis. We captured multiple conformational and compositional states, including the DNA-bound dCas12f-σ-RNAP holoenzyme complex, revealing how RNA-guided DNA binding leads to σ-RNAP recruitment and nascent mRNA synthesis at a precisely defined distance downstream of the R-loop. Rather than following the classical paradigm of σ-dependent promoter recognition, these studies show that recognition of the -35 element is largely supplanted by CRISPR-Cas targeting, whereas the melted -10 element is stabilized through unusual stacking interactions rather than insertion into the typical recognition pocket. Collectively, this work provides high-resolution insights into an unexpected mechanism of RNA-guided transcription, expanding our understanding of bacterial gene regulation and opening new avenues for programmable transcriptional control.
履歴
登録2025年2月10日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年12月24日-
マップ公開2025年12月24日-
更新2026年3月18日-
現状2026年3月18日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_49165.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_49165.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 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.)
0.82 Å/pix.
x 256 pix.
= 210.432 Å		0.82 Å/pix.
x 256 pix.
= 210.432 Å		0.82 Å/pix.
x 256 pix.
= 210.432 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: 0.822 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: 0.02
最小 - 最大-0.0016945603 - 2.1796563
平均 (標準偏差)0.0015831382 (±0.02888567)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ256256256
Spacing256256256
セルA=B=C: 210.432 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_49165_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_49165_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 : dCas12f-gRNA complex

全体名称: dCas12f-gRNA complex
要素
  • 複合体: dCas12f-gRNA complex
    • タンパク質・ペプチド: Nuclease-deactivated Cas12f
    • RNA: gRNA (88-MER)
  • リガンド: MAGNESIUM ION

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超分子 #1: dCas12f-gRNA complex

超分子名称: dCas12f-gRNA complex / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
由来(天然)生物種: Flagellimonas taeanensis (バクテリア)

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分子 #1: Nuclease-deactivated Cas12f

分子名称: Nuclease-deactivated Cas12f / 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: Flagellimonas taeanensis (バクテリア)
分子量理論値: 42.913262 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MGKSTLKHTR KIQILIDLPT KDEKKEVMDM MYQWRDRCFR AANIIVTHLY VQEMIKDFFY LSEGIKYKLA DEKKDEKGIL QRSRMNTTY RVVSDRFKGE MPTNILSTLN HGLISSFNKN RVQYWKGERS LPNFKKDMAF PFGLQGISRL VYDEEKKAFC F RLYRVPFK ...文字列:
MGKSTLKHTR KIQILIDLPT KDEKKEVMDM MYQWRDRCFR AANIIVTHLY VQEMIKDFFY LSEGIKYKLA DEKKDEKGIL QRSRMNTTY RVVSDRFKGE MPTNILSTLN HGLISSFNKN RVQYWKGERS LPNFKKDMAF PFGLQGISRL VYDEEKKAFC F RLYRVPFK TYLGKDFTDK RMLLERLVKG DVKLCASNIQ LNGGKIFWLA VFEIEKEKHS LKPEVIAEAS LSLEYPIVVK TG KNRLTIG TKEEFLYRRL AIQAARRRTQ VGATYSRSGK GKKRKLKAVD KYHKTESNYV AHRIHVYSRK LIDFCIKHQA GTL ILMNQE DKVGIAKEEE FVLRNWSYYE LMTKIKYKAE KAGIELIIG

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分子 #2: gRNA (88-MER)

分子名称: gRNA (88-MER) / タイプ: rna / ID: 2 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: Flagellimonas taeanensis (バクテリア)
分子量理論値: 29.92277 KDa
配列文字列:
AUUUUGAGGG UGCUUGUACA CCCAUAGGGU GAGGUUAAGA AUUACACUCA CUAAGUGUGA ACAACACAUA CAACUUGUGG GAUAUACGC UAAC

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分子 #3: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 1 / 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TFS KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 平均電子線量: 59.2 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: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.0 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

CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING ONLY
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: 3.28 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 116049
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD

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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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