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- EMDB-51543: Tn7016 PseCAST QCascade -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-51543
タイトルTn7016 PseCAST QCascade
マップデータ
試料
  • 複合体: Tn7016 PseCAST QCascade
    • RNA: crRNA
    • DNA: T-DNA
    • DNA: NT-DNA
    • タンパク質・ペプチド: Cas8
    • タンパク質・ペプチド: Cas7.1
    • タンパク質・ペプチド: Cas6
    • タンパク質・ペプチド: TniQ.1
キーワードCRISPR / transposon / genome / RNA
生物種Pseudoalteromonas aestuariivivens (バクテリア) / RNA satellites (ウイルス) / DNA molecule (その他) / Pseudoalteromonas (バクテリア) / Pseudoalteromonas agarivorans S816 (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: 2.6 Å
データ登録者Lampe GD / Liang AR / Zhang DJ / Fernandez IS / Sternberg SH
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Cancer Institute (NIH/NCI) 米国
引用ジャーナル: bioRxiv / 年: 2024
タイトル: Structure-guided engineering of type I-F CASTs for targeted gene insertion in human cells.
著者: George D Lampe / Ashley R Liang / Dennis J Zhang / Israel S Fernández / Samuel H Sternberg /
要旨: Conventional genome editing tools rely on DNA double-strand breaks (DSBs) and host recombination proteins to achieve large insertions, resulting in a heterogeneous mixture of undesirable editing ...Conventional genome editing tools rely on DNA double-strand breaks (DSBs) and host recombination proteins to achieve large insertions, resulting in a heterogeneous mixture of undesirable editing outcomes. We recently leveraged a type I-F CRISPR-associated transposase (CAST) from the Tn transposon (CAST) for DSB-free, RNA-guided DNA integration in human cells, taking advantage of its programmability and large payload capacity. CAST is the only characterized CAST system that has achieved human genomic DNA insertions, but multiple lines of evidence suggest that DNA binding may be a critical bottleneck that limits high-efficiency activity. Here we report structural determinants of target DNA recognition by the CAST QCascade complex using single-particle cryogenic electron microscopy (cryoEM), which revealed novel subtype-specific interactions and RNA-DNA heteroduplex features. By combining our structural data with target DNA library screens and rationally engineered protein mutations, we uncovered CAST variants that exhibit increased integration efficiency and modified PAM stringency. Structure predictions of key interfaces in the transpososome holoenzyme also revealed opportunities for the design of hybrid CASTs, which we leveraged to build chimeric systems that combine high-activity DNA binding and DNA integration modules. Collectively, our work provides unique structural insights into type I-F CAST systems while showcasing multiple diverse strategies to investigate and engineer new RNA-guided transposase architectures for human genome editing applications.
履歴
登録2024年9月13日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年10月16日-
マップ公開2024年10月16日-
更新2024年11月20日-
現状2024年11月20日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_51543.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_51543.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 103 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.)
1.25 Å/pix.
x 300 pix.
= 373.53 Å		1.25 Å/pix.
x 300 pix.
= 373.53 Å		1.25 Å/pix.
x 300 pix.
= 373.53 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: 1.2451 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: 0.008
最小 - 最大-0.027326064 - 0.09501792
平均 (標準偏差)0.0000753994 (±0.0018897874)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ300300300
Spacing300300300
セルA=B=C: 373.53 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_51543_msk_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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追加マップ: Post-processed map, Auto-Bfactor Relion

ファイルemd_51543_additional_1.map
注釈Post-processed map, Auto-Bfactor Relion
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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追加マップ: Composite map built joining global map and local refined maps

ファイルemd_51543_additional_2.map
注釈Composite map built joining global map and local refined maps
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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追加マップ: Local refined map around cas8 protein

ファイルemd_51543_additional_3.map
注釈Local refined map around cas8 protein
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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追加マップ: Local refined map around TniQ dimer

ファイルemd_51543_additional_4.map
注釈Local refined map around TniQ dimer
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: Global half map 1

ファイルemd_51543_half_map_1.map
注釈Global half map 1
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: Global half map 2

ファイルemd_51543_half_map_2.map
注釈Global half map 2
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 : Tn7016 PseCAST QCascade

全体名称: Tn7016 PseCAST QCascade
要素
  • 複合体: Tn7016 PseCAST QCascade
    • RNA: crRNA
    • DNA: T-DNA
    • DNA: NT-DNA
    • タンパク質・ペプチド: Cas8
    • タンパク質・ペプチド: Cas7.1
    • タンパク質・ペプチド: Cas6
    • タンパク質・ペプチド: TniQ.1

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超分子 #1: Tn7016 PseCAST QCascade

超分子名称: Tn7016 PseCAST QCascade / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Pseudoalteromonas aestuariivivens (バクテリア)

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分子 #1: crRNA

分子名称: crRNA / タイプ: rna / ID: 1 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: RNA satellites (ウイルス)
分子量理論値: 19.501658 KDa
配列文字列:
CUGAAAAUAC AGUGGGGCCA CUAGGGACAG GAUUGGUGAC GUGACCUGCC GUAUAGGCAG

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分子 #2: T-DNA

分子名称: T-DNA / タイプ: dna / ID: 2 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: DNA molecule (その他)
分子量理論値: 22.801545 KDa
配列文字列: (DT)(DT)(DT)(DT)(DG)(DG)(DC)(DC)(DG)(DT) (DC)(DA)(DA)(DG)(DG)(DC)(DG)(DA)(DA)(DG) (DG)(DT)(DC)(DA)(DC)(DC)(DA)(DA)(DT) (DC)(DC)(DT)(DG)(DT)(DC)(DC)(DC)(DT)(DA) (DG) (DT)(DG)(DG)(DC)(DC) ...文字列:
(DT)(DT)(DT)(DT)(DG)(DG)(DC)(DC)(DG)(DT) (DC)(DA)(DA)(DG)(DG)(DC)(DG)(DA)(DA)(DG) (DG)(DT)(DC)(DA)(DC)(DC)(DA)(DA)(DT) (DC)(DC)(DT)(DG)(DT)(DC)(DC)(DC)(DT)(DA) (DG) (DT)(DG)(DG)(DC)(DC)(DC)(DC)(DA) (DC)(DT)(DG)(DT)(DG)(DG)(DC)(DG)(DG)(DT) (DC)(DC) (DA)(DA)(DT)(DG)(DG)(DC)(DT) (DT)(DG)(DA)(DT)(DG)(DA)(DA)

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分子 #3: NT-DNA

分子名称: NT-DNA / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: DNA molecule (その他)
分子量理論値: 3.296191 KDa
配列文字列:
(DA)(DA)(DC)(DC)(DG)(DC)(DC)(DA)(DA)(DA) (DC)

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分子 #4: Cas8

分子名称: Cas8 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Pseudoalteromonas (バクテリア)
分子量理論値: 79.290211 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MHLKELLEIT DTTERDRSLR RAFSPYTAMI DITGSEAVAL IILLNLTYRK NQVDDLLDKK LAKQALKSED HINKCIKEIA WFHTHNLKY PDIRVSKQNL AVEPPTLHSY VLSSANYPKA YGWSHNSAKV NFAKLFVSYF KWQNQVSWLA QVLATNSDNW K SAFTSLGL ...文字列:
MHLKELLEIT DTTERDRSLR RAFSPYTAMI DITGSEAVAL IILLNLTYRK NQVDDLLDKK LAKQALKSED HINKCIKEIA WFHTHNLKY PDIRVSKQNL AVEPPTLHSY VLSSANYPKA YGWSHNSAKV NFAKLFVSYF KWQNQVSWLA QVLATNSDNW K SAFTSLGL SVKAFKSLCV TVKNSLPEEA IPDSVDRYSR QIRMPYHDGY LAVTPVISHV VQSKIQQAAI DKRARFSNVE FT RPAAVSM LAASLGGVIN VLNYPPYIRS KYHGLSNSRA FKLNNGQTVF NVEALLKPEL IKALEGIIFS NNALALKQRR QQK VKNIKE LRNTLLEWFS PVFEWRLDAI ENGYDLEQLE SASERLEYKI LSLPDNELPS LTIPLFRLLN EMLGGVSMTQ RYAF HPKLM SPLKAALQWL LVNLTDQKHV LIEEDDEHYR YLHLSGIRVF DAQALSNPYC SGIPSLTAVW GMIHSYQRKL NEALG TNVR FTSFSWFIRN YSAVAGKKLP ELSLQGAQQS RLKRPGIIDG KYCDLVFDLI IHIDGYEDDL QAVDSKPDIL KAHFPS NFA GGVMHQPELN SNINWCCLYS NENQLFEKLR RLPLSGCWVM PTEHKIQDLD ELLLLLNSDS KLSPSMMGYM LLTEPMA RV GSLERLHCYA EPAIGVVKYE AATSVRLKGI GNYFNSAFWM LDAQEKFMLM KKV

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分子 #5: Cas7.1

分子名称: Cas7.1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 5 / コピー数: 6 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Pseudoalteromonas (バクテリア)
分子量理論値: 39.845145 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MELCNILKYD RSLYPGKAVF FYKTADSDFV PLEADINKIR GPKSGFTEAF TPQFSPKNIS PQDLTHNNIL TLEECYVPPN VEHIFCRFS LRVQANSLVP SGCSDPEVFS LLKELAETFK ECGGYKELAV RYCRNILIGT WLWRNQNTGN TQIEIKTSKG S CYLIDNTR ...文字列:
MELCNILKYD RSLYPGKAVF FYKTADSDFV PLEADINKIR GPKSGFTEAF TPQFSPKNIS PQDLTHNNIL TLEECYVPPN VEHIFCRFS LRVQANSLVP SGCSDPEVFS LLKELAETFK ECGGYKELAV RYCRNILIGT WLWRNQNTGN TQIEIKTSKG S CYLIDNTR KLAWESKWAS DDLKVLEELS NEIESALTDP NVFWSADITA KIEASFCQEI YPSQILNDKV KQGEASKQFV KA KCADGRY AVSFNSVKIG AALQSIDDWW DEDASKRLRV HEFGADKEIG VARRPPDSEQ NFYSIFKNTE WYLSALKNCI TNK NEKIDP AIYYLFSVLI KGGMFQKKAE AKKA

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分子 #6: Cas6

分子名称: Cas6 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 6 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Pseudoalteromonas (バクテリア)
分子量理論値: 23.341666 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MQRYYFTVHF LPKQANLALL TGRCISIMHG FILKHNIEGM GVTFPAWSDS SIGNEIAFVY TDKEILNTLK DQAYFVDMQD CGFFKVSQV LAVPDSCEEV RFIRNQAVAK IFTGESRRRL KRLQKRALAR GEDFNPKKIE APREIDIFHR VAMTSKSSQE D YILHIQKQ ...文字列:
MQRYYFTVHF LPKQANLALL TGRCISIMHG FILKHNIEGM GVTFPAWSDS SIGNEIAFVY TDKEILNTLK DQAYFVDMQD CGFFKVSQV LAVPDSCEEV RFIRNQAVAK IFTGESRRRL KRLQKRALAR GEDFNPKKIE APREIDIFHR VAMTSKSSQE D YILHIQKQ DVDCQAEPYF SNYGLASNEK FKGTVPDLSP SIDRN

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分子 #7: TniQ.1

分子名称: TniQ.1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 7 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Pseudoalteromonas agarivorans S816 (バクテリア)
分子量理論値: 49.832406 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MGHHHHHHHH HHGGSENLYF QSGMAFLFSP KARAFSDESL ESYLLRVVSE NFFDSYEGLS LAIREELHEL DFEAHGAFPV DLKRLNVYH AKHNSHFRMR ALGLLETLLD LPRYELQKLA LLKSDIKFNS SVALYNNGVD IPLRFIRHHA EEAVDSIPVC S QCLAEEAY ...文字列:
MGHHHHHHHH HHGGSENLYF QSGMAFLFSP KARAFSDESL ESYLLRVVSE NFFDSYEGLS LAIREELHEL DFEAHGAFPV DLKRLNVYH AKHNSHFRMR ALGLLETLLD LPRYELQKLA LLKSDIKFNS SVALYNNGVD IPLRFIRHHA EEAVDSIPVC S QCLAEEAY IKQSWHIKWV NACTKHQCAL LHNCPECYAP INYIENESIT HCSCGFELSC ASTSPVNTLS IEHLNKLLDK GE RNDSNPL FNNMTLTERF AALLWYQERY SQTDNFCLND AVNYFSKWPA VFNTELDELS KNAEMKLIDL FNKTEFKFIF GDA ILACPS TQKQSESHFI YRALLDYLVT LVESNPKTKK PNAADLLVSV LEAATLLGTS VEQVYRLYQN GILQTAFRHK MNQR INPYK GAFFLRHVIE YKTSFGNDKA RMYLSAW

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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: 7.5
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 (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C2レンズ絞り径: 50.0 µm / 照射モード: OTHER / 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）: 0.5 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: EMDB MAP
EMDB ID:

20349

最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.6 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 150000
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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