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- PDB-9cji: Cas12a:gRNA:DNA (Acidaminococcus sp.) with 0 RNA:DNA base pairs, ... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9cji
タイトルCas12a:gRNA:DNA (Acidaminococcus sp.) with 0 RNA:DNA base pairs, structure 2
要素
  • CRISPR-associated endonuclease Cas12a
  • Non-target DNA strand
  • Target DNA strand
  • guide RNA (25-MER)
キーワードHYDROLASE/RNA/DNA / DNase / complex / ribonucleoprotein / genome editor / HYDROLASE-RNA complex / HYDROLASE / HYDROLASE-RNA-DNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


Bacillus subtilis ribonuclease / deoxyribonuclease I / deoxyribonuclease I activity / defense response to virus / lyase activity / DNA binding / RNA binding
類似検索 - 分子機能
: / CRISPR-associated endonuclease Cpf1 REC2 domain / CRISPR-associated endonuclease Cas12a / Cas12a, REC1 domain / Cas12a, RuvC nuclease domain / Cas12a, nuclease domain / Alpha helical recognition lobe domain / Nuclease domain / RuvC nuclease domain
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA / DNA (> 10) / RNA / RNA (> 10) / CRISPR-associated endonuclease Cas12a
類似検索 - 構成要素
生物種Acidaminococcus sp. BV3L6 (バクテリア)
synthetic construct (人工物)
手法電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.4 Å
データ登録者Soczek, K.M. / Doudna, J.A.
資金援助 米国, 6件
組織認可番号国
Howard Hughes Medical Institute (HHMI) 米国
National Science Foundation (NSF, United States)2334028 米国
National Institutes of Health/National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH/NHLBI)R21HL173710 米国
National Institutes of Health/National Institute Of Allergy and Infectious Diseases (NIH/NIAID)U19AI171110, U54AI170792, U19AI135990, UH3AI150552, U01AI142817 米国
National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS)U19NS132303 米国
Department of Energy (DOE, United States)DE-AC02-05CH11231, 2553571, B656358 米国
引用ジャーナル: Nucleic Acids Res / 年: 2025
タイトル: CRISPR-Cas12a bends DNA to destabilize base pairs during target interrogation.
著者: Katarzyna M Soczek / Joshua C Cofsky / Owen T Tuck / Honglue Shi / Jennifer A Doudna /
要旨: RNA-guided endonucleases are involved in processes ranging from adaptive immunity to site-specific transposition and have revolutionized genome editing. CRISPR-Cas9, -Cas12 and related proteins use ...RNA-guided endonucleases are involved in processes ranging from adaptive immunity to site-specific transposition and have revolutionized genome editing. CRISPR-Cas9, -Cas12 and related proteins use guide RNAs to recognize ∼20-nucleotide target sites within genomic DNA by mechanisms that are not yet fully understood. We used structural and biochemical methods to assess early steps in DNA recognition by Cas12a protein-guide RNA complexes. We show here that Cas12a initiates DNA target recognition by bending DNA to induce transient nucleotide flipping that exposes nucleobases for DNA-RNA hybridization. Cryo-EM structural analysis of a trapped Cas12a-RNA-DNA surveillance complex and fluorescence-based conformational probing show that Cas12a-induced DNA helix destabilization enables target discovery and engagement. This mechanism of initial DNA interrogation resembles that of CRISPR-Cas9 despite distinct evolutionary origins and different RNA-DNA hybridization directionality of these enzyme families. Our findings support a model in which RNA-mediated DNA interference begins with local helix distortion by transient CRISPR-Cas protein binding.
履歴
登録2024年7月6日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02025年1月8日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年1月8日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年1月8日Data content type: Additional map / Data content type: Additional map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年1月8日Data content type: FSC / Data content type: FSC / Provider: repository / タイプ: Initial release
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改定 1.02025年1月8日Data content type: Half map / Part number: 2 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
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改定 1.02025年1月8日Data content type: Additional map / Data content type: Additional map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年1月8日Data content type: FSC / Data content type: FSC / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年1月8日Data content type: Half map / Part number: 1 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年1月8日Data content type: Half map / Part number: 2 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年1月8日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年1月8日Data content type: Mask / Data content type: Mask / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年1月8日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年2月12日Group: Data collection / Database references ...Data collection / Database references / Derived calculations / Structure summary
カテゴリ: citation / citation_author ...citation / citation_author / em_admin / pdbx_contact_author / pdbx_struct_assembly
Item: _citation.journal_volume / _citation.year ..._citation.journal_volume / _citation.year / _citation_author.identifier_ORCID / _em_admin.last_update / _pdbx_struct_assembly.details
改定 2.02025年6月18日Group: Advisory / Atomic model ...Advisory / Atomic model / Data collection / Derived calculations / Refinement description / Structure summary
カテゴリ: atom_site / database_PDB_caveat ...atom_site / database_PDB_caveat / em_admin / pdbx_poly_seq_scheme / pdbx_struct_assembly / pdbx_validate_close_contact / pdbx_validate_torsion / refine / refine_ls_restr / software / struct_conf
Item: _atom_site.Cartn_x / _atom_site.Cartn_y ..._atom_site.Cartn_x / _atom_site.Cartn_y / _atom_site.Cartn_z / _em_admin.last_update / _pdbx_poly_seq_scheme.auth_mon_id / _pdbx_struct_assembly.details / _pdbx_validate_torsion.auth_comp_id / _pdbx_validate_torsion.auth_seq_id / _pdbx_validate_torsion.phi / _pdbx_validate_torsion.psi / _refine.ls_d_res_high / _refine.pdbx_stereochemistry_target_values / _refine_ls_restr.dev_ideal / _refine_ls_restr.number
改定 2.02025年6月18日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Group: Experimental summary / Data content type: EM metadata / カテゴリ: em_admin / Data content type: EM metadata / Item: _em_admin.last_update
改定 2.02025年6月18日Data content type: Additional map / Part number: 2 / Data content type: Additional map / Provider: repository / タイプ: Data updated

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構造の表示

構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
C: Non-target DNA strand
B: guide RNA (25-MER)
D: Target DNA strand
A: CRISPR-associated endonuclease Cas12a


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)184,2244
ポリマ－184,2244
非ポリマー00
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: 電子顕微鏡法, not applicable
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

#1: DNA鎖 Non-target DNA strand


分子量: 9567.206 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成
詳細: cytidine in position 7 is covalently modified, forming N4-cystamine-2'-deoxycytidine (2YR); the modified base is forming a disulfide bond with cysteine 551 in the protein
由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#2: RNA鎖 guide RNA (25-MER)


分子量: 13418.956 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#3: DNA鎖 Target DNA strand


分子量: 9557.205 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#4: タンパク質 CRISPR-associated endonuclease Cas12a / AsCpf1 / CRISPR-associated endonuclease Cpf1


分子量: 151680.250 Da / 分子数: 1 / Mutation: N551C / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Acidaminococcus sp. BV3L6 (バクテリア)
遺伝子: cas12a, cpf1, HMPREF1246_0236 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
参照: UniProt: U2UMQ6, deoxyribonuclease I, Bacillus subtilis ribonuclease
研究の焦点であるリガンドがあるかY
Has protein modificationY

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
EM実験試料の集合状態: PARTICLE / ３次元再構成法: 単粒子再構成法

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試料調製

構成要素
ID名称タイプEntity IDParent-ID由来
1Cas12a:gRNA:DNA (Acidaminococcus sp.) with 0 RNA:DNA base pairs, structure 2COMPLEX#2-#40MULTIPLE SOURCES
2Cas12aCOMPLEX#41RECOMBINANT
3gRNA:DNACOMPLEX#2-#31SYNTHETIC
分子量値: 0.185 MDa / 実験値: NO
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
22Acidaminococcus sp. BV3L6 (バクテリア)1111120
33synthetic construct (人工物)32630
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
緩衝液pH: 7.5
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
120 mMTris-Cl1
2200 mMpotassium chlorideKCl1
30.1 mMdithiothreitol1
45 mMmagnesium chlorideMgCl21
50.25 %glycerol1
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持詳細: 25 mA / グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 400 divisions/in. / グリッドのタイプ: C-flat-1.2/1.3
急速凍結凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 281 K

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TALOS ARCTICA
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 200 kV / 照射モード: OTHER
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 800 nm
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
撮影電子線照射量: 50 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k)

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.19.2_4158 / 分類: 精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ詳細
1cryoSPARC4粒子像選択
2SerialEM3.8.7画像取得
4cryoSPARC4CTF補正patch ctf
10cryoSPARC4初期オイラー角割当
11RELION5-beta最終オイラー角割当
12RELION5-beta分類
13RELION5-beta３次元再構成
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 3.4 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 27147 / 対称性のタイプ: POINT
精密化最高解像度: 3.4 Å
立体化学のターゲット値: REAL-SPACE (WEIGHTED MAP SUM AT ATOM CENTERS)
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00511872
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.60616346
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d17.7574548
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0411819
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0061861

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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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