陈春来研究组揭示了Cas12a切割双链核酸过程中的重要分子机制

 

清华大学生命科学学院陈春来研究组在Cell期刊新推出的子刊《iScience》上发表了题为“crRNA和DNA的匹配度对Cas12a蛋白复合体切割双链DNA的动态结构和切割位点的调控”（Conformational dynamics and cleavage sites of Cas12a are modulated by complementarity between crRNA and DNA）的研究论文。该论文利用单分子荧光共振能量转移技术（single-molecule FRET）直接观测Cas12a复合体切割过程中动态构象变化，建立了相应的定量动力学模型，并揭示了crRNA和DNA的匹配度对复合体动态结构和切割位点调节机制。

本研究揭示了Cas12a切割双链核酸过程中的重要分子机制。

1)cas12a在脱氧核糖核酸结合和切割过程中的高度可逆动态过程是导致其高度特异性的重要因素之一；

2)从双链脱氧核糖核酸中解开非互补链(NTS)以暴露其切割位点的过程晚于Cas12a核酸酶活性的激活过程，这是切割中重要的验证步骤。3)只有断裂的NTS链才能稳定Ca12A复合物的互补链切割构象，从而确保Ca12A利用单个结构域有序切割两条核酸链。4)CA12a复合体具有多个互补链切割构象，可以切割不同长度的产物。切割构象的相对稳定性受核酸和核酸匹配程度的控制。