2019年开山之作，解析PbuCas13b复合物结构，开发新型Cas13b变体

来源：iNature

原标题：基因编辑大牛张锋，2019年开山之作，解析PbuCas13b复合物结构，开发新型Cas13b变体

第VI型CRISPR-CAS系统包含可编程的单效应RNA引导的RNases，包括Cas13b，这是已知的四个家族成员之一。Cas13b已用于RNA编辑和核酸检测，在其线性结构域结构和CRISPR RNA(CrRNA)结构中具有独特的VI型CRISPR效应。

2019年3月26号，CRISPR领域开拓先驱张锋在Cell Reports上在线发表了题为High-Resolution Structure of Cas13b and Biochemical Characterization of RNA Targeting and Cleavage的研究论文，该研究报道了PbuCas13b(PbuCas13b)在1.65A˚分辨率下与rRNA结合的晶体结构。该结构结合生化实验检测Cas13b的稳定性、动力学和功能，为Cas13b靶RNA的识别提供了一个机制模型，并确定了目标特异性和切割特异性的特征。同时，研究还产生了具有改变的切割偏好的Cas13b变异体，这可能扩大基于核酸酶的RNA检测方法的用途，以及Cas13b在哺乳动物细胞中的其他应用。

最近发现了许多新的Cas酶和具有新性质的CRISPR系统。在这些新发现中，值得注意的是第二类 VI型CRISPR-Cas13系统，该系统使用一个可编程CRISPR RNA(CrRNA)来靶向RNA。与目标单链RNA结合的Cas13激活了RNAse活性，它非特异性地切割靶标并降解周围的RNA，称为侧系活性或反式切割。VI型系统已用于RNA敲除、转录本标记、剪接调制和超敏感病毒检测。此外，Cas13是RNA编辑平台修复的基础，它依赖于Cas13的靶向活性和ADAR的腺苷脱氨酶活性来实现精确的碱基编辑。

CRISPR-Cas13系统根据Cas13a-d蛋白(Cas13a-d.)(，进一步分为四个亚型。所有Cas 13蛋白家族成员均含有两个较高的真核生物和原核生物-核苷酸脱附(HEPN)结构域。然而，与Cas13a、Cas13c和Cas13d不同的是，在Cas13b中，HEPN结构域处于线性蛋白的极端N和C端，表明它可能采用一种独特的三维构象。此外，Cas13b rRNA的直接重复位于30端，这与其他第VI类系统中的方向相反。

在这里，本文报道了PbuCas13b(PbuCas13b)在1.65A˚分辨率下与rRNA结合的晶体结构。该结构结合生化实验检测Cas13b的稳定性、动力学和功能，为Cas13b靶RNA的识别提供了一个机制模型，并确定了目标特异性和切割特异性的特征。在这些观察的基础上，研究产生了具有改变的切割偏好的Cas13b变异体，这可能扩大基于核酸酶的RNA检测方法的用途，以及Cas13b在哺乳动物细胞中的其他应用。