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Transposon-encoded CRISPR-Cas systems direct RNA-guided DNA integration

机译：转座子编码的CRISPR-CAS系统直接RNA引导DNA集成

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摘要

Conventional CRISPR-Cas systems maintain genomic integrity by leveraging guide RNAs for the nuclease-dependent degradation of mobile genetic elements, including plasmids and viruses. Here we describe a notable inversion of this paradigm, in which bacterial Tn7-like transposons have co-opted nuclease-deficient CRISPR-Cas systems to catalyse RNA-guided integration of mobile genetic elements into the genome. Programmable transposition of Vibrio cholerae Tn6677 in Escherichia coli requires CRISPR-and transposon-associated molecular machineries, including a co-complex between the DNA-targeting complex Cascade and the transposition protein TniQ. Integration of donor DNA occurs in one of two possible orientations at a fixed distance downstream of target DNA sequences, and can accommodate variable length genetic payloads. Deep-sequencing experiments reveal highly specific, genome-wide DNA insertion across dozens of unique target sites. This discovery of a fully programmable, RNA-guided integrase lays the foundation for genomic manipulations that obviate the requirements for double-strand breaks and homology-directed repair.
机译：传统的CRISPR-CAS系统通过利用导向RNA来维持基因组完整性，用于移动遗传元素的核酸酶依赖性降解，包括质粒和病毒。在这里，我们描述了该范例的显着反演，其中细菌TN7样转座子具有共选择的核酸酶缺陷型CRAP-Systems，以催化移动遗传元素的RNA引导融合到基因组中。 Vibrio Cholerae TN6677在大肠杆菌中的可编程转置需要Crispr和转座子相关的分子机器，包括DNA靶向复合级联和转置蛋白TNIQ之间的共络合物。供体DNA的整合在靶DNA序列下游的固定距离中的两种可能取向之一中发生，并且可以适应可变长度的遗传有效载荷。深序实验揭示了几十个独特的靶位位点的高度特异性，基因组DNA插入。这种发现完全可编程的RNA引导的整体酶为基因组操纵的基础奠定了基因组操纵，从而消除了双链断裂和同源定向修复的要求。

著录项

  • 来源
    《Nature》 |2019年第7764期|219-225|共7页
  • 作者

    Klompe Sanne E.; Vo Phuc L. H.; Halpin-Healy Tyler S.; Sternberg Samuel H.;

  • 作者单位

    Columbia Univ Dept Biochem & Mol Biophys New York NY 10027 USA;

    Columbia Univ Dept Pharmacol New York NY USA;

    Columbia Univ Dept Biochem & Mol Biophys New York NY 10027 USA;

    Columbia Univ Dept Biochem & Mol Biophys New York NY 10027 USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
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  • 正文语种 eng
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