Establishing the allosteric mechanism in CRISPR‐Cas9

清脆的 变构调节 Cas9 DNA 计算生物学 基因组编辑 机制(生物学) 引导RNA 核糖核酸 生物 细胞生物学 化学 遗传学 基因 受体 认识论 哲学
作者
Łukasz Nierzwicki,Pablo R. Arantes,Aakash Saha,Giulia Palermo
出处
期刊:Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Molecular Science [Wiley]
卷期号:11 (3) 被引量:40
标识
DOI:10.1002/wcms.1503
摘要

Allostery is a fundamental property of proteins, which regulates biochemical information transfer between spatially distant sites. Here, we report on the critical role of molecular dynamics (MD) simulations in discovering the mechanism of allosteric communication within CRISPR-Cas9, a leading genome editing machinery with enormous promises for medicine and biotechnology. MD revealed how allostery intervenes during at least three steps of the CRISPR-Cas9 function: affecting DNA recognition, mediating the cleavage and interfering with the off-target activity. An allosteric communication that activates concerted DNA cleavages was found to led through the L1/L2 loops, which connect the HNH and RuvC catalytic domains. The identification of these "allosteric transducers" inspired the development of novel variants of the Cas9 protein with improved specificity, opening a new avenue for controlling the CRISPR-Cas9 activity. Discussed studies also highlight the critical role of the recognition lobe in the conformational activation of the catalytic HNH domain. Specifically, the REC3 region was found to modulate the dynamics of HNH by sensing the formation of the RNA:DNA hybrid. The role of REC3 was revealed to be particularly relevant in the presence of DNA mismatches. Indeed, interference of REC3 with the RNA:DNA hybrid containing mismatched pairs at specific positions resulted in locking HNH in an inactive "conformational checkpoint" conformation, thereby hampering off-target cleavages. Overall, MD simulations established the fundamental mechanisms underlying the allosterism of CRISPR-Cas9, aiding engineering strategies to develop new CRISPR-Cas9 variants for improved genome editing.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Alexander L发布了新的文献求助10
刚刚
smy完成签到,获得积分10
1秒前
空心菜关注了科研通微信公众号
1秒前
小肥兔发布了新的文献求助10
2秒前
威威完成签到,获得积分10
2秒前
星寒发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
老刘刘发布了新的文献求助10
5秒前
smy发布了新的文献求助10
5秒前
LYJ完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
喵喵7应助阿飞采纳,获得20
7秒前
chenyan完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
动人的如松完成签到,获得积分10
10秒前
xingxinghan完成签到 ,获得积分10
12秒前
BE发布了新的文献求助10
12秒前
怕黑道消完成签到 ,获得积分10
12秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得30
12秒前
柚子应助科研通管家采纳,获得20
12秒前
12秒前
12秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
璃月稻妻完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
传奇3应助斯文的傲珊采纳,获得10
13秒前
14秒前
高高的糜完成签到,获得积分10
14秒前
Vicky完成签到,获得积分10
14秒前
594778089发布了新的文献求助10
16秒前
以后发布了新的文献求助10
17秒前
塞昏妮完成签到 ,获得积分10
18秒前
18秒前
Vicky发布了新的文献求助10
18秒前
高分求助中
LNG地下式貯槽指針(JGA指-107-19)(Recommended practice for LNG inground storage) 1000
rhetoric, logic and argumentation: a guide to student writers 1000
QMS18Ed2 | process management. 2nd ed 1000
Eric Dunning and the Sociology of Sport 850
Operative Techniques in Pediatric Orthopaedic Surgery 510
Generalized Linear Mixed Models 第二版 500
人工地层冻结稳态温度场边界分离方法及新解答 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 免疫学 细胞生物学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2921247
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2563725
关于积分的说明 6934612
捐赠科研通 2221509
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1180831
版权声明 588787
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 577730