李红教授Cell子刊发表CRISPR最新成果

　　为了理解Cmr复合体的作用机制，乔治亚大学和佛罗里达州立大学的研究团队对极端嗜热古生菌Pyrococcus furiosus的完整Cmr复合体，进行了电镜观察、X射线晶体学和诱变研究。

　　

生物通报道：细菌在与入侵者的漫长斗争中，演化出了多种防御机制，比如适应性免疫系统CRISPR/Cas。这个系统能在小RNA分子（crRNA）的引导下，靶标并沉默入侵者的遗传物质。

科学家们将CRISPR/Cas开发成为一种简单高效的基因编辑技术，该技术迅速应用到了生物学的各个领域，催生了大量新成果。

根据功能元件的不同，CRISPR/Cas系统可以分为I类系统、II类系统和III类系统。这三类系统又可以根据Cas蛋白编码基因的不同分为更多的亚类。Cmr复合体是III-B型CRISPR-Cas系统的多亚基效应子。这种复合体能依据碱基配对原则，识别与crRNA互补的RNA分子，并在特定位点对目标进行切割。

为了理解Cmr复合体的作用机制，乔治亚大学和佛罗里达州立大学的研究团队对极端嗜热古生菌Pyrococcus furiosus的完整Cmr复合体，进行了电镜观察、X射线晶体学和诱变研究。相关论文发表在十二月四日的Cell Reports杂志上，文章的通讯作者是佛罗里达州立大学的李红（Hong Li）、Scott M. Stagg以及乔治亚大学的Michael P. Terns。

研究人员发现，Cmr复合体的主干由四个螺旋包装的Cmr4亚基组成，为crRNA的结合和目标RNA的切割提供了重要平台。如果Cmr4发生突变，Cmr复合体就无法正常剪切目标RNA。（延伸阅读：南开大学陈凌懿教授发表CRISPR新成果）

进一步研究显示，四个亚基的钩状结构形成了四个潜在的RNA结合和剪切位点。而且Cmr crRNA及其目标结合机制与Cascade复合体类似。监控复合物Cascade是CRISPR系统中的一个关键组分，负责扫描外源DNA并将其粉碎。Cascade由11种蛋白组成的，只有所有部分都正常运转，才能发挥自己的正常功能。

作者简介：

李红教授，93年毕业于川大物理系，89年获美国俄亥俄州立大学物理学硕士，94年获美国Rochester大学生物物理博士。先后在美国Brookhaven和加州理工大学作博士后。99年起先后任佛罗里达州立大学助理教授、副教授。2010年任化学和生化系正教授。李教授长期从事蛋白-RNA的晶体结构与功能研究，在spliceosome和核酸内切酶领域颇有建树，发表了数十篇高水平文章，曾获美国癌症协会研究学者奖、佛罗里达州生物医学研究新人奖，在美国国立卫生院（NIH）任资深基金评审人。

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：

Essential Structural and Functional Roles of the Cmr4 Subunit in RNA Cleavage by the Cmr CRISPR-Cas Complex