《桐生论坛》基因编辑系统Cpf1、C2c1以及Anti-CRISPR蛋白抑制SpyCas9活性的分子机制

主讲人：黄志伟 教授

时  间：5月12日 14:00

地  点：学院三楼会议室

黄志伟博士，教授，哈尔滨工业大学生命科学与技术学院院长。2008年从中国农业大学和北京生命科学研究所联合培养博士毕业后，去美国哈佛大学免疫与感染性疾病系Laurie Glimcher教授实验室从事博士后研究，2012年3月回国入职哈工大生命科学与技术学院。

黄志伟 教授报告摘要

Cpf1是目前已知的唯一一个具有核酸序列特异性的，且同时具有DNase和RNase活性的核酸酶。本研究通过结构生物学和生化研究手段揭示了CRISPR-Cpf1识别crRNA以及Cpf1剪切pre-crRNA成熟的分子机制（Nature, 2016），对阐明细菌CRISPR系统抵抗病毒入侵的分子机理具有重要的科学意义，而且为改造Cpf1系统，使之成为特异的、高效的基因编辑系统提供了结构基础（RNA Biology，2017）。通过解析BthC2c1/全长sgRNA/target dsDNA三元复合物的晶体结构，揭示C2c1结合sgRNA的分子机制，以及其与Cas9和Cpf1不一样的严谨型识别PAM DNA的分子机制，为改造C2c1以及其他Cas核酸内切酶，使之成为高效、特异的基因编辑工具提供结构基础(Cell Research，2017)。通过建立生化实验系统发现前噬菌体蛋白AcrIIA4直接结合SpyCas9-sgRNA并抑制SpyCas9核酸酶活性。进一步结构生物学研究揭示AcrIIA4抑制SpyCas9活性的分子机制（Nature, 2017），这不仅对阐明细菌与噬菌体共进化分子机制具有重要意义，而且为设计时间、空间特异性地，或条件性地精确控制SpyCas9基因编辑活性的工具提供结构基础。