PNAS | 通过冷冻电镜揭示CRISPR相关转座子招募和整合的机制细节
CRISPR相关转座子（CASTs）是Tn7样元件，能够进行RNA引导的DNA整合。CAST元件在进化上与Tn7元件相关，通常被称为“类Tn7”。因此，Tn7和类似Tn7的CAST元件包含多个可能共享共同功能的保守基因，这导致数十年来对Tn7和相关元件的生化、遗传和结构研究的新发现。
2022年8月1日，来自美国康奈尔大学的Elizabeth H.Kellogg团队在知名期刊《PNAS》上在线发表了一篇题为“Mechanistic details of CRISPR-associated transposon recruitment and integration revealed by cryo-EM”的文章，该文章展示了来自Scytonema hofmanni（ShCAST）的V-K CAST元件的转座酶（TnsB）的低温电子显微镜结构。该团队确定了TnsB募集到靶位点的分子机制（通过AAA+调节因子TnsC）和TnsB转座酶的结构细节。一种稳定转座子5′端的碱基翻转机制，可能有确保复合体组装的准确性的作用。
图一TnsB STC是具有高度交织结构的C2对称四聚体
TnsB和MuA在链传输复合体的背景下具有相似的架构，螺旋IIIα在稳定TnsB链转移结构中的独特作用。
图二TnsB的C末端修饰TnsC蛋白细丝，但TnsB结合不足以刺激TnsC蛋白细丝的分解。
通过TnsC和TnsB的C末端之间的相互作用来实现ShCAST转座酶的募集。这些结果共同描绘了TnsB通过AAA+调节因子（TnsC）招募到靶标位点的初始步骤，TnsB的C端沿着表面与TnsC相互作用，但仅通过TnsB的相互作用不足以刺激TnsC，这表明在TnsB和TnsC之间还需要一个或多个额外相互作用。
图三TnsB STC中揭示了靶DNA扭曲和转座子末端结合序列要求
TnsB链转移复合物可以稳定高度扭曲的DNA，TnsB与供体DNA的相互作用描绘了转座子末端识别过程。
图四TnsB可以稳定在5′转座子端的碱基翻转，这对转座子非常重要
在5′转座子端的碱基翻转由TnsB稳定，TnsB在未转移链中会促进特定的碱基稳定。
CRISPR相关转座子（CASTs）是Tn7样元件，能够进行RNA引导的DNA整合。虽然几乎所有核心转座成分的结构数据都是已知的，但转座酶成分TnsB的特征不清楚。利用低温电子显微镜（cryo-EM）结构测定，该团队揭示了来自Scytonema hofmanni（ShCAST）的V-K型CAST系统在转座子整合期间TnsB的构象，结果显示TnsB结构是四聚体，揭示了与RNaseH转座酶\整合酶总体结构，特别是来自噬菌体Mu的MuA转座酶的强机械关系。
原文链接：
https://doi.org/10.1073/pnas.2202590119
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