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CRISPR-Cas体系广泛存于在细菌以及古细菌中，是原核生物的一种顺应性免疫体系，用来抵御病毒、质粒等外源核酸的侵入。然而于2013年，有研究职员于ICP1噬菌体中发明了I-F型CRISPR-Cas体系。噬菌体的CRISPR-Cas体系相较在细菌CRISPR-Cas体系有何特色尚待研究。

2024年7月8日，北京化工年夜学冯越课题组与清华年夜学杨茂君课题组互助于Nature Chemical Biology揭晓了题为“Cas1 mediates the interference stage in a phage-encoded CRISPR–Cas system”的研究长文和“An alternative mechanism for recruiting Cas2/3 in a phage-encoded CRISPR–Cas system”的研究简报，报导了ICP1噬菌体CRISPR-Cas体系怪异的招募Cas2/3降解靶DNA的机制。

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本文经由过程布局生物学、生物化学以及噬菌体学等多种手腕阐了然ICP1 CRISPR-Cas体系复合物全新的招募Cas2/3的份子机制。起首，他们发明ICP1 Cas1可以联合ICP1 Csy或者Csy-dsDNA复合物，而铜绿假单胞菌的Cas1其实不能联合其Csy或者Csy-dsDNA复合物；其次，ICP1 Cas1-Cas2/3复合物联合ICP1 Csy-dsDNA后，可以造成不变的Csy-dsDNA-Cas1-Cas2/3复合物，该复合物由冯越课题组以及杨茂君课题组互助剖析（图1）。该复合物中，Cas1-Cas2/3复合物位在中央，双侧各联合一个Csy-dsDNA复合物，总份子量约1 MDa，这也是首个I-F型CRISPR-Cas体系联合Cas2/3的复合物布局，而铜绿假单胞菌Cas1-Cas2/3联合其Csy-dsDNA后，Cas1会逐渐从Cas2/3解离下来，终极只能造成Csy-dsDNA-Cas2/3复合物；末了，体内以及体外的活性试验证实，ICP1 Cas2/3只要于Cas1存于时，才气更好地降解Csy复合物靶向的DNA，而铜绿假单胞菌Cas1险些不影响Cas2/3降解靶DNA。联合以上成果，冯越课题组提出了ICP1 CRISPR-Cas体系由Cas1招募Cas2/3举行靶DNA降解的新机制。

图1 ICP1 I-F型 CRISPR-Cas体系滋扰机制

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综上所述，Cas1于ICP1 CRISPR-Cas体系中经由过程毗连Csy复合物以及Cas2/3来介导靶DNA的降解。这一发明展示了Cas1于CRISPR-Cas体系滋扰阶段的要害作用，攻破了范畴内持久以来关在其仅于顺应阶段阐扬作用的传统不雅念。

清华年夜学张来幸玻士、北京化工年夜学王浩玻士、清华年夜学曾经建伟玻士、北京化工年夜学曹雪利玻士以及已经卒业硕士生高政宇为本论文的配合第一作者，北京化工年夜学冯越传授，张怡副传授与清华年夜学杨茂君传授为本文的配合通信作者。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41589-024-01659-5

https://www.nature.com/articles/s41589-024-01667-5

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