Science：揭示CRISPR-Cas抗病毒防御系统抑制mRNA翻译机制

在一项新的研究中，来自立陶宛维尔纽斯大学的研究人员利用生物信息学分析以及生化和结构研究，描述了一个名为Cami1的新型效应蛋白家族的特征。他们发现当称为噬菌体的细菌病毒攻击细菌时，CRISPR-Cas10 信号分子会激活 Cami1，即一种依赖于核糖体的核糖核酸酶。相关研究结果发表在2023年12月1日的Science期刊上，论文标题为“Ribosomal stalk-captured CARF-RelE ribonuclease inhibits translation following CRISPR signaling”。

论文共同通讯作者、维尔纽斯大学的Gintautas Tamulaitis说，“激活的Cami1会裂解参与蛋白合成的mRNA，从而抑制细胞生长。这让细菌节省了资源，并防止了病毒蛋白的产生。”

这些作者利用 X 射线结构分析和低温电镜（cryo-EM）确定了 apo-Cami1以及 Cami1 与蛋白合成机器（核糖体）结合在一起所形成的复合物的结构。通过结构研究，他们深入了解了Cami1如何特异性地切割mRNA。

他们指出Cami1与一种名为核糖体茎部（ribosomal stalk）的特殊核糖体结构相互作用是它进入蛋白合成中心所必需的。

Tamulaitis 说，“有趣的是，植物抗病毒蛋白也使用了同样的捕获机制来结合核糖体，从而使核糖体失活。这一发现揭开了CRISPR-Cas抗病毒防御系统的另一层面纱，并展示了真核生物和细菌共有的抗病毒策略。关于我们表征的 Cami1 蛋白的知识将有助于开发新的用于生物技术和治疗的分子工具。”

图片来自Science, 2023, doi:10.1126/science.adj2107。

维尔纽斯大学于 2020 年购置了一台 200 kV Glacios 低温透射电镜，利用该电镜对核糖体-Cami1 复合物进行了观察。该电镜的首批研究成果于2023年初发表在Nature期刊上（Nature, 2023, doi:10.1038/s41586-023-05826-x）。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Irmantas Mogila et al. Ribosomal stalk-captured CARF-RelE ribonuclease inhibits translation following CRISPR signaling. Science, 2023, doi:10.1126/science.adj2107.

Researchers characterize translation inhibition in CRISPR-Cas antiviral defense system
https://phys.org/news/2023-12-characterize-inhibition-crispr-cas-antiviral-defense.html