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万見
- EMDB-5930: CasA mediates Cas3-catalyzed target degradation during CRISPR RNA... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-5930
タイトルCasA mediates Cas3-catalyzed target degradation during CRISPR RNA-guided interference
マップデータReconstruction of negatively-stained Cas3-dsDNA-Cascade complex
試料
  • 試料: Cas3 bound to dsDNA-Cascade
  • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease/helicase Cas3
  • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cascade subunit CasA
  • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cascade subunit CasB
  • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cascade subunit CasC
  • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cascade subunit CasD
  • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cascade subunit CasE
  • RNA: R44 CRISPR RNA
  • DNA: 72 bp dsDNA target with R44 protospacer
キーワードCascade / CRISPR RNA / Cas3 / bacterial immunity
機能・相同性
機能・相同性情報


: / DNA/RNA hybrid annealing activity / protein-containing complex => GO:0032991 / : / DNA/RNA helicase activity / metabolic process / CRISPR-cas system / protein binding / DNA/RNA hybrid binding / single-stranded DNA endodeoxyribonuclease activity ...: / DNA/RNA hybrid annealing activity / protein-containing complex => GO:0032991 / : / DNA/RNA helicase activity / metabolic process / CRISPR-cas system / protein binding / DNA/RNA hybrid binding / single-stranded DNA endodeoxyribonuclease activity / 3'-5'-DNA exonuclease activity / maintenance of CRISPR repeat elements / RNA processing / RNA endonuclease activity / helicase activity / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / double-stranded DNA binding / defense response to virus / endonuclease activity / nucleic acid binding / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 / RNA helicase activity / magnesium ion binding / protein-containing complex / DNA binding / RNA binding / zinc ion binding / ATP binding
類似検索 - 分子機能
: / CRISPR-associated protein, CT1975 / CRISPR-associated protein, CT1975 / CT1975-like protein / CRISPR-associated protein, CasD / CRISPR-associated protein, CasD / Helicase Cas3, CRISPR-associated, core / Helicase Cas3, CRISPR-associated, core / CRISPR-associated protein Cse2 / CRISPR-associated protein Cse2 ...: / CRISPR-associated protein, CT1975 / CRISPR-associated protein, CT1975 / CT1975-like protein / CRISPR-associated protein, CasD / CRISPR-associated protein, CasD / Helicase Cas3, CRISPR-associated, core / Helicase Cas3, CRISPR-associated, core / CRISPR-associated protein Cse2 / CRISPR-associated protein Cse2 / Cse2 superfamily / CRISPR-associated protein Cse2 (CRISPR_cse2) / CRISPR-associated protein Cse1 / CRISPR-associated protein Cse1 / CRISPR-associated protein Cse1 (CRISPR_cse1) / Cas3, HD domain / CRISPR-associated protein Cse3 / CRISPR-associated protein Cse3 / CRISPR associated protein / CRISPR_assoc / CRISPR-associated Cas3-type HD domain / CRISPR-associated Cas3-type HD domain / CRISPR-associated Cas3-type HD domain superfamily / CRISPR-associated nuclease/helicase Cas3, C-terminal / HD Cas3-type domain profile. / CRISPR-associated protein, Cas5 / CRISPR-associated protein, Cas5 / CRISPR-associated protein (Cas_Cas5) / CRISPR-associated protein Cas5, N-terminal / CRISPR-associated protein Cas5, N-terminal / DEAD/DEAH box helicase domain / DEAD/DEAH box helicase domain / DEAD/DEAH box helicase / helicase superfamily c-terminal domain / Superfamilies 1 and 2 helicase C-terminal domain profile. / Superfamilies 1 and 2 helicase ATP-binding type-1 domain profile. / DEAD-like helicases superfamily / Helicase, C-terminal / Helicase, C-terminal / Helicase superfamily 1/2, ATP-binding domain / Helicase superfamily 1/2, ATP-binding domain / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
CRISPR-associated endonuclease/helicase Cas3 / CRISPR system Cascade subunit CasB / CRISPR system Cascade subunit CasE / CRISPR system Cascade subunit CasD / CRISPR system Cascade subunit CasC / CRISPR system Cascade subunit CasA
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli K-12 (大腸菌) / Enterobacteria phage P7 (ファージ)
手法単粒子再構成法 / ネガティブ染色法 / 解像度: 20.0 Å
データ登録者Hochstrasser ML / Taylor DW / Bhat P / Guegler CK / Sternberg SH / Nogales E / Doudna JA
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2014
タイトル: CasA mediates Cas3-catalyzed target degradation during CRISPR RNA-guided interference.
著者: Megan L Hochstrasser / David W Taylor / Prashant Bhat / Chantal K Guegler / Samuel H Sternberg / Eva Nogales / Jennifer A Doudna /
要旨: In bacteria, the clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)-associated (Cas) DNA-targeting complex Cascade (CRISPR-associated complex for antiviral defense) uses CRISPR RNA ...In bacteria, the clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)-associated (Cas) DNA-targeting complex Cascade (CRISPR-associated complex for antiviral defense) uses CRISPR RNA (crRNA) guides to bind complementary DNA targets at sites adjacent to a trinucleotide signature sequence called the protospacer adjacent motif (PAM). The Cascade complex then recruits Cas3, a nuclease-helicase that catalyzes unwinding and cleavage of foreign double-stranded DNA (dsDNA) bearing a sequence matching that of the crRNA. Cascade comprises the CasA-E proteins and one crRNA, forming a structure that binds and unwinds dsDNA to form an R loop in which the target strand of the DNA base pairs with the 32-nt RNA guide sequence. Single-particle electron microscopy reconstructions of dsDNA-bound Cascade with and without Cas3 reveal that Cascade positions the PAM-proximal end of the DNA duplex at the CasA subunit and near the site of Cas3 association. The finding that the DNA target and Cas3 colocalize with CasA implicates this subunit in a key target-validation step during DNA interference. We show biochemically that base pairing of the PAM region is unnecessary for target binding but critical for Cas3-mediated degradation. In addition, the L1 loop of CasA, previously implicated in PAM recognition, is essential for Cas3 activation following target binding by Cascade. Together, these data show that the CasA subunit of Cascade functions as an essential partner of Cas3 by recognizing DNA target sites and positioning Cas3 adjacent to the PAM to ensure cleavage.
履歴
登録2014年3月19日-
ヘッダ(付随情報) 公開2014年4月16日-
マップ公開2014年4月16日-
更新2014年5月14日-
現状2014年5月14日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図（断面を密度値に従い着色）
  • 表面レベル: 5.13
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ムービービューア
構造ビューアEMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_5930.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_5930.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 20.3 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Reconstruction of negatively-stained Cas3-dsDNA-Cascade complex
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.)
2.8 Å/pix.
x 176 pix.
= 492.8 Å		2.8 Å/pix.
x 176 pix.
= 492.8 Å		2.8 Å/pix.
x 176 pix.
= 492.8 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: 2.8 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: 5.13 / ムービー #1: 5.13
最小 - 最大-10.398164749999999 - 16.999780650000002
平均 (標準偏差)0.0 (±0.99999994)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin-88-88-88
サイズ176176176
Spacing176176176
セルA=B=C: 492.8 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z2.82.82.8
M x/y/z176176176
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z492.800492.800492.800
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ000
NX/NY/NZ969680
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS-88-88-88
NC/NR/NS176176176
D min/max/mean-10.39817.000-0.000

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添付データ

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試料の構成要素

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全体 : Cas3 bound to dsDNA-Cascade

全体名称: Cas3 bound to dsDNA-Cascade
要素
  • 試料: Cas3 bound to dsDNA-Cascade
  • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease/helicase Cas3
  • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cascade subunit CasA
  • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cascade subunit CasB
  • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cascade subunit CasC
  • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cascade subunit CasD
  • タンパク質・ペプチド: CRISPR system Cascade subunit CasE
  • RNA: R44 CRISPR RNA
  • DNA: 72 bp dsDNA target with R44 protospacer

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超分子 #1000: Cas3 bound to dsDNA-Cascade

超分子名称: Cas3 bound to dsDNA-Cascade / タイプ: sample / ID: 1000
集合状態: 1 Cas3: 1 CasA: 2 CasB: 6 CasC: 1 CasD: 1 CasE: 1 crRNA: 1 target dsDNA
Number unique components: 8
分子量理論値: 543.8 KDa

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分子 #1: CRISPR-associated endonuclease/helicase Cas3

分子名称: CRISPR-associated endonuclease/helicase Cas3 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / Name.synonym: Cas3 / コピー数: 1 / 集合状態: monomer / 組換発現: Yes
由来(天然)生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 株: K-12 / 別称: E. coli
分子量理論値: 100 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 組換株: BL21(DE3) / 組換プラスミド: pSV272
配列UniProtKB: CRISPR-associated endonuclease/helicase Cas3
GO: GO: 0006200, defense response to virus, GO: 0090305, metabolic process, double-stranded DNA binding, endonuclease activity, helicase activity
InterPro: CRISPR-associated Cas3-type HD domain, DEAD/DEAH box helicase domain, Helicase superfamily 1/2, ATP-binding domain, Helicase, C-terminal, Helicase Cas3, CRISPR-associated, core, P-loop ...InterPro: CRISPR-associated Cas3-type HD domain, DEAD/DEAH box helicase domain, Helicase superfamily 1/2, ATP-binding domain, Helicase, C-terminal, Helicase Cas3, CRISPR-associated, core, P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase

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分子 #2: CRISPR system Cascade subunit CasA

分子名称: CRISPR system Cascade subunit CasA / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2
Name.synonym: CRISPR type I-E/Ecoli-associated protein CasA/Cse1, CRISPR-associated protein CasA/Cse1, CasA, Cse1
コピー数: 1 / 集合状態: monomer / 組換発現: Yes
由来(天然)生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 株: K12 / 別称: E. coli
分子量理論値: 55.9 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 組換株: BL21(DE3)
配列UniProtKB: CRISPR system Cascade subunit CasA
GO: defense response to virus, DNA binding, RNA binding, protein-containing complex => GO:0032991
InterPro: CRISPR-associated protein Cse1

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分子 #3: CRISPR system Cascade subunit CasB

分子名称: CRISPR system Cascade subunit CasB / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / Name.synonym: CasB, Cse2 / コピー数: 2 / 集合状態: dimer / 組換発現: Yes
由来(天然)生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 株: K-12 / 別称: E. coli
分子量理論値: 18.7 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 組換株: BL21(DE3)
配列UniProtKB: CRISPR system Cascade subunit CasB
GO: defense response to virus, RNA binding, protein-containing complex => GO:0032991
InterPro: CRISPR-associated protein Cse2

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分子 #4: CRISPR system Cascade subunit CasC

分子名称: CRISPR system Cascade subunit CasC / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / Name.synonym: CasC, Cas4, Cse4
詳細: The 6 CasC subunits make a helical stack forming a groove in which the crRNA lies.
コピー数: 6 / 集合状態: helical / 組換発現: Yes
由来(天然)生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 株: K-12 / 別称: E. coli
分子量理論値: 40 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 組換株: BL21(DE3)
配列UniProtKB: CRISPR system Cascade subunit CasC
GO: defense response to virus, RNA binding, protein-containing complex => GO:0032991, protein binding
InterPro: CRISPR-associated protein, CT1975

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分子 #5: CRISPR system Cascade subunit CasD

分子名称: CRISPR system Cascade subunit CasD / タイプ: protein_or_peptide / ID: 5 / Name.synonym: CasD, Cas5 / コピー数: 1 / 集合状態: monomer / 組換発現: Yes
由来(天然)生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 株: K-12 / 別称: E. coli
分子量理論値: 25.2 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 組換株: BL21(DE3)
配列UniProtKB: CRISPR system Cascade subunit CasD
GO: defense response to virus, RNA binding, protein-containing complex => GO:0032991
InterPro: CRISPR-associated protein, Cas5, CRISPR-associated protein Cas5, N-terminal, CRISPR-associated protein, CasD

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分子 #6: CRISPR system Cascade subunit CasE

分子名称: CRISPR system Cascade subunit CasE / タイプ: protein_or_peptide / ID: 6
Name.synonym: CasE, Cas6e, CasE endoRNase, crRNA endonuclease
コピー数: 1 / 集合状態: monomer / 組換発現: Yes
由来(天然)生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 株: K-12 / 別称: E. coli
分子量理論値: 22.3 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 組換株: BL21(DE3)
配列UniProtKB: CRISPR system Cascade subunit CasE
GO: defense response to virus, RNA binding, protein-containing complex => GO:0032991, RNA processing, GO: 0090305, endonuclease activity
InterPro: CRISPR-associated protein Cse3

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分子 #7: R44 CRISPR RNA

分子名称: R44 CRISPR RNA / タイプ: rna / ID: 7 / Name.synonym: crRNA / 分類: OTHER / Structure: OTHER / Synthetic?: No
由来(天然)生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 株: K-12 / 別称: E. coli
分子量理論値: 18.6 KDa
配列文字列:
AUAAACCGAC GGUAUUGUUC AGAUCCUGGC UUGCCAACAG GAGUUCCCCG CGCCAGCGGG G

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分子 #8: 72 bp dsDNA target with R44 protospacer

分子名称: 72 bp dsDNA target with R44 protospacer / タイプ: dna / ID: 8 / Name.synonym: dsDNA target
詳細: This strand is annealed to the complementary non-target strand to form the dsDNA target.
分類: DNA / Structure: DOUBLE HELIX / Synthetic?: Yes
由来(天然)生物種: Enterobacteria phage P7 (ファージ)
分子量理論値: 44.4 KDa
配列文字列:
CATGAGGTCC CTCGTTTAGT CTGTTGGCAA GCCAGGATCT GAACAATACC GTCATCGGAG GTACGATCAA GG

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実験情報

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構造解析

手法ネガティブ染色法
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

濃度0.08 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
詳細: 20 mM HEPES, 150 mM KCl, 5% glycerol, 1 mM NiCl2, 1 mM MgCl2
染色タイプ: NEGATIVE
詳細: After adsorption for 1 min, the samples were stained consecutively with five droplets of 2% (w/v) uranyl acetate solution, blotted to remove residual stain, and air-dried in a fume hood.
グリッド詳細: 400 mesh continuous carbon grids
凍結凍結剤: NONE / 装置: OTHER

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TECNAI 20
温度平均: 78 K
アライメント法Legacy - 非点収差: Objective lens astigmatism was corrected at 100,000 times magnification.
Legacy - Electron beam tilt params: 0
詳細Data acquired using Leginon.
日付2013年9月5日
撮影カテゴリ: CCD
フィルム・検出器のモデル: GATAN ULTRASCAN 4000 (4k x 4k)
実像数: 274 / 平均電子線量: 20 e/Å2
Tilt angle min0
Tilt angle max0
電子線加速電圧: 120 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 / Cs: 2.3 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: -1.4 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: -0.5 µm / 倍率（公称値）: 80000
試料ステージ試料ホルダー: Single tilt room temperature holder / 試料ホルダーモデル: SIDE ENTRY, EUCENTRIC

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画像解析

詳細Image pre-processing performed in Appion. Particles were selected using template-based picking in Appion.
CTF補正詳細: Whole micrograph
最終 再構成アルゴリズム: OTHER / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 20.0 Å / 解像度の算出法: OTHER / ソフトウェア - 名称: EMAN2, SPARX / 使用した粒子像数: 11000

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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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