XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search SystemREC2
分子动力学揭示 DNA 诱导的动态开关触发 CRISPR-Cas12a 的激活
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
最初发表于：Saha, Aakash;阿兰特斯（Paul R）；许罗海恩 V； Narkhede，Yogesh B；吉内克，马丁；巴勒莫，朱莉娅（2020 年）。分子动力学
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
在 CRISPR-Cas12a 中，α-螺旋盖引导目标 DNA 进行催化
CRISPR-Cas12a 是一种强大的 RNA 引导基因组编辑系统，它利用其单个 RuvC 核酸酶结构域通过顺序机制产生双链 DNA 断裂，其中非靶链的初始切割随后是靶链切割。目前尚不清楚空间上相距甚远的 DNA 靶链如何向 RuvC 催化核心移动。在这里，连续数十微秒的分子动力学和自由能模拟表明，位于 RuvC 结构域内的 α 螺旋盖通过锚定 crRNA：靶链双链并引导靶链向 RuvC 核心移动，在 DNA 靶链的移动中起着关键作用，DNA 切割实验也证实了这一点。在这种机制中，REC2 结构域将 crRNA：靶链双链推向酶的核心，而 Nuc 结构域通过向内弯曲来帮助靶链在 RuvC 核心内的弯曲和调节。了解 Cas12a 活性背后的这一关键过程将丰富基础知识并促进进一步的基因组编辑工程策略。
通过热诱导 ssDNA 重组技术对假单胞菌进行高效多位点基因组编辑
单链 DNA 重组工程在肠道细菌以外物种的基因组编辑中的应用受到重组酶效率和内源性错配修复 (MMR) 系统作用的限制。在这项工作中，我们建立了一个遗传系统，用于在生物技术相关菌株 EM42 的染色体中输入多种变化。为此，设计了 PL / c I857 系统的控制下，rec2 重组酶和 P. putida 的等位基因 mutL E36K PP 的高水平热诱导共转录。短时间热转移循环，然后用一套诱变寡核苷酸进行转化，可产生不同类型的基因组变化，每次修饰的频率高达 10%。相同的方法有助于超级多样化短染色体部分，以创建功能性基因组片段文库——例如核糖体结合位点。这些结果使得假单胞菌基因组工程的多重化成为可能，这是这种重要合成生物学底盘代谢重编程所必需的。