Nucleic Acids Res. |CRISPR-Cas12a REC2-Nuc相互作用驱动靶标链切割并抑制反式切割

本文聚焦CRISPR-Cas12a系统功能差异的分子机制。研究背景指出不同Cas12a同源蛋白在切割效率和应用表现上存在显著差异。研究目的旨在揭示导致这种功能差异背后的分子机制。研究发现Cas12a的REC2域和Nuc域间的钳夹运动驱动切割活性，其中门残基、Nuc环和BH结构域协同调控切割过程：门残基通过空间占位和π-π堆叠终止R环延伸，确保有序顺式切割；BH结构域传递激活指令使RuvC完全激活；Nuc环协同将靶标链送入RuvC。研究结论提出活性权衡模型，指出FnCas12a顺式切割快但特异性低，AsCas12a牺牲速度换取稳定性，LbCas12a在两者间平衡，在分子诊断中表现优异。这些发现为改进CRISPR-Cas12a在基因编辑和分子检测中的应用提供了理论基础。