Nat Commun | 王勇/解永超团队合作揭示抗CRISPR蛋白AcrIF19双重抑制机制

本文报道了山东农业大学王勇/解永超教授团队联合多家单位在《Nature Communications》发表的研究成果。背景方面，CRISPR-Cas系统是细菌的适应性免疫系统，而噬菌体进化出抗CRISPR蛋白（Acr）来抑制该系统，其中I-F型CRISPR-Cas系统广泛存在，已有27种Acr蛋白被发现，但AcrIF19的结构与功能尚未解析。研究目的在于阐明AcrIF19抑制I-F型CRISPR-Cas系统的分子机制。研究团队利用冷冻电镜技术解析了胡萝卜软腐果胶杆菌来源的AcrIF19与核酸酶Cas2/3的复合物结构，分辨率分别达到2.55 Å和2.97 Å。结论显示，AcrIF19通过双重机制抑制Cas2/3：一方面，其β2-β3酸性环嵌入Cas2/3的单链DNA入口通道，通过空间位阻阻断底物结合；另一方面，AcrIF19稳定Cas2/3的自抑制构象，封闭催化活性中心，彻底丧失DNA切割能力。该研究揭示了AcrIF19为双功能抗CRISPR蛋白，为CRISPR系统的精准调控和基因编辑技术的安全优化提供了新理论依据。