AcrVA4抑制Cas12a活性的分子机制

 

噬菌体为了逃避宿主的CRISPR-Cas免疫，噬菌体还进化出多种抗CRISPR(Acr)蛋白来抑制宿主细菌中CRISPR-Cas系统的功能。迄今为止，研究人员已经发现了一系列靶向ⅰ型和ⅱ型CRISPR-Cas系统的Acr蛋白，几个Acr蛋白的抑制机制已经明确，具有非常明显的特异性和多样性。2018年，詹妮弗·道格拉斯和约瑟夫·邦迪-德诺米分别通过不同方法发现了三种靶向V型效应蛋白Cas12a的Acr蛋白(AcrVA1、AcrVA4、AcrVA5)，并在哺乳动物细胞中显示出有效的抑制活性。

随后，Dong等人发现AcrVA5通过对Cas12a进行乙酰化修饰来影响PAM基序的识别，从而抑制靶标双链DNA（dsDNA）的结合。同时，Knott等人报道AcrVA1能够剪切与Cas12a结合的CRISPR RNA (crRNA)的spacer序列，从而阻断DNA靶标链与crRNA互补配对；并且他们通过生化实验证明了AcrVA4能够影响靶标DNA的结合，但其具体作用机理仍不清楚。此外，在三种Acr蛋白中，AcrVA4具有最高的抑制效率，可同时抑制软体动物编码的莫拉氏菌(Moraxella bovoculi，MbCas12a)和Cas 12A(Lachnospiraceaebactor，LbCas12a)的活性，而LbCas12a已广泛用于各种细胞的基因编辑。

因此，揭示AcrVA4抑制Cas12a活性的分子机制对于开发有效的基因编辑和调控工具具有重要意义。