摘要:CRISPR-Cas12a 是一种基因组编辑系统,最近也被用于核酸检测,有望通过 DETECTR 技术诊断 SARS-CoV-2 冠状病毒。在这里,多微秒分子动力学的集合表征了允许 CRISPR-Cas12a 中进行核酸处理的关键动态决定因素。我们表明,DNA 结合会诱导 Cas12a 构象动力学的转换,从而激活外周 REC2 和 Nuc 结构域以使核酸能够裂解。模拟表明,Nuc 结构域的大振幅运动可能有利于系统向 DNA 裂解的构象激活。在这个过程中,REC 叶起着关键作用。因此,REC 和 Nuc 的联合动力学显示出引发 DNA 靶链向催化位点构象转变的趋势。最值得注意的是,REC2 区域和 Nuc 结构域的高度耦合动力学表明 REC2 可以充当 Nuc 功能的调节器,类似于之前在 CRISPR 相关核酸酶 Cas9 中的 HNH 结构域中观察到的情况。这些相互的结构域动力学可能对于 DNA 的非特异性结合至关重要,从而对于 DETECTR 技术的潜在机制功能至关重要。考虑到 REC 是系统特异性的关键决定因素,我们的发现为未来旨在表征其在 CRISPR-Cas12a 中的功能的生物物理研究提供了合理基础。总体而言,我们的成果推进了我们对 CRISPR-Cas12a 机制的理解,并为改进基因组编辑和病毒检测的新工程努力提供了依据。■ 简介
简介:缓步动物是一种微生物极端微生物,以其对恶劣环境的超强适应力而闻名,已成为天体生物学研究和探索地球以外生命潜力的关键模型。这些生物表现出非凡的适应性,能够在极端条件下生存,例如从 -271°C 到 150°C 以上的温度、超过大气压 1,200 倍的压力、干燥和强电离辐射。它们独特的生物学特性对支撑这种适应力的分子和细胞机制提出了根本问题。这种适应性的核心是特定的蛋白质,例如 Dsup(损伤抑制剂),它通过在遗传物质周围形成保护盾来减轻辐射引起的 DNA 损伤,减少双链断裂并保持基因组完整性。