中国科学院生物物理研究所研究员王艳丽团队与加拿大多伦多大学教授Alan Davidson团队合作，揭示了新型anti-CRISPR蛋白——AcrIF25的独特作用机制。相关研究近日发表于《自然》。
CRISPR-Cas系统广泛分布于细菌和古生菌中，可有效抵御外源DNA的入侵；也可以作为一种强大的基因编辑工具。作为反击，病毒进化出了anti-CRISPR蛋白，即Acr蛋白，抑制CRISPR-Cas系统的活性。目前，科学家已发现近百种Acr蛋白，这些蛋白通过多样化的机制发挥功能。
研究团队发现，AcrIF25是一种能够特异性抑制I-F型CRISPR-Cas系统（Csy复合体）的新型Acr蛋白。已知的Acr蛋白大多通过直接结合Csy复合体抑制其功能，但AcrIF25展现出与众不同的作用方式。AcrIF25并不直接结合完整的Csy复合体，而是特异性地结合并分离出其中的Cas7亚基，导致Csy复合体解体，从而阻断CRISPR-Cas系统的正常功能。
随后，研究团队解析了AcrIF25以及Cas7:AcrIF25复合体的晶体结构，发现AcrIF25通过其C端结构域与Cas7形成广泛相互作用，覆盖了Cas7亚基之间及Cas7与crRNA的结合界面。因此，AcrIF25与Cas7结合能够阻断Cas7与相邻Cas7亚基及crRNA的相互作用，进而使得整个Csy复合体解体，实现了对Csy复合体的精准“拆除”。
值得注意的是，AcrIF25在解离Cas7时无须依赖ATP水解提供的能量。这是首次发现无须额外能量供应即可解离大型蛋白核酸复合物的案例。该研究不仅丰富了人们对Acr蛋白作用机制的认识，也为未来开发新型基因编辑工具提供了宝贵线索。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-024-07642-3