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Cas9 Allosteric Inhibition by the Anti-CRISPR Protein AcrIIA6.
Fuchsbauer, Olivier; Swuec, Paolo; Zimberger, Claire; Amigues, Béatrice; Levesque, Sébastien; Agudelo, Daniel; Duringer, Alexis; Chaves-Sanjuan, Antonio; Spinelli, Silvia; Rousseau, Geneviève M; Velimirovic, Minja; Bolognesi, Martino; Roussel, Alain; Cambillau, Christian; Moineau, Sylvain; Doyon, Yannick; Goulet, Adeline.
Afiliação
  • Fuchsbauer O; Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Campus de Luminy, Case 932, 13288 Marseille Cedex 09, France; Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques, Aix-Marseille Université, Campus de Luminy, Case 932, 13288 Marseille C
  • Swuec P; Dipartimento di Bioscienze, Università degli Studi di Milano, Via Celoria 26, 20133 Milano, Italy; Centro di Ricerca Pediatrica Romeo ed Enrica Invernizzi, Università degli Studi di Milano, Via Celoria 26, 20133 Milano, Italy.
  • Zimberger C; Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Campus de Luminy, Case 932, 13288 Marseille Cedex 09, France; Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques, Aix-Marseille Université, Campus de Luminy, Case 932, 13288 Marseille C
  • Amigues B; Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Campus de Luminy, Case 932, 13288 Marseille Cedex 09, France; Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques, Aix-Marseille Université, Campus de Luminy, Case 932, 13288 Marseille C
  • Levesque S; Centre Hospitalier Universitaire de Québec-Université Laval Research Center, Québec City, QC G1V 4G2, Canada.
  • Agudelo D; Centre Hospitalier Universitaire de Québec-Université Laval Research Center, Québec City, QC G1V 4G2, Canada.
  • Duringer A; Centre Hospitalier Universitaire de Québec-Université Laval Research Center, Québec City, QC G1V 4G2, Canada.
  • Chaves-Sanjuan A; Centro di Ricerca Pediatrica Romeo ed Enrica Invernizzi, Università degli Studi di Milano, Via Celoria 26, 20133 Milano, Italy.
  • Spinelli S; Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Campus de Luminy, Case 932, 13288 Marseille Cedex 09, France; Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques, Aix-Marseille Université, Campus de Luminy, Case 932, 13288 Marseille C
  • Rousseau GM; Département de biochimie, de microbiologie, et de bio-informatique, Faculté des sciences et de génie, Université Laval, Québec City, QC, G1V 0A6, Canada; Groupe de recherche en écologie buccale, Faculté de médecine dentaire, Université Laval, Québec City, QC, G1V 0A6, Canada.
  • Velimirovic M; Centre Hospitalier Universitaire de Québec-Université Laval Research Center, Québec City, QC G1V 4G2, Canada.
  • Bolognesi M; Dipartimento di Bioscienze, Università degli Studi di Milano, Via Celoria 26, 20133 Milano, Italy; Centro di Ricerca Pediatrica Romeo ed Enrica Invernizzi, Università degli Studi di Milano, Via Celoria 26, 20133 Milano, Italy.
  • Roussel A; Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Campus de Luminy, Case 932, 13288 Marseille Cedex 09, France; Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques, Aix-Marseille Université, Campus de Luminy, Case 932, 13288 Marseille C
  • Cambillau C; Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Campus de Luminy, Case 932, 13288 Marseille Cedex 09, France; Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques, Aix-Marseille Université, Campus de Luminy, Case 932, 13288 Marseille C
  • Moineau S; Département de biochimie, de microbiologie, et de bio-informatique, Faculté des sciences et de génie, Université Laval, Québec City, QC, G1V 0A6, Canada; Groupe de recherche en écologie buccale, Faculté de médecine dentaire, Université Laval, Québec City, QC, G1V 0A6, Canada; Félix d'Hérelle Referen
  • Doyon Y; Centre Hospitalier Universitaire de Québec-Université Laval Research Center, Québec City, QC G1V 4G2, Canada.
  • Goulet A; Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Campus de Luminy, Case 932, 13288 Marseille Cedex 09, France; Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques, Aix-Marseille Université, Campus de Luminy, Case 932, 13288 Marseille C
Mol Cell ; 76(6): 922-937.e7, 2019 12 19.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-31604602
ABSTRACT
In the arms race against bacteria, bacteriophages have evolved diverse anti-CRISPR proteins (Acrs) that block CRISPR-Cas immunity. Acrs play key roles in the molecular coevolution of bacteria with their predators, use a variety of mechanisms of action, and provide tools to regulate Cas-based genome manipulation. Here, we present structural and functional analyses of AcrIIA6, an Acr from virulent phages, exploring its unique anti-CRISPR action. Our cryo-EM structures and functional data of AcrIIA6 binding to Streptococcus thermophilus Cas9 (St1Cas9) show that AcrIIA6 acts as an allosteric inhibitor and induces St1Cas9 dimerization. AcrIIA6 reduces St1Cas9 binding affinity for DNA and prevents DNA binding within cells. The PAM and AcrIIA6 recognition sites are structurally close and allosterically linked. Mechanistically, AcrIIA6 affects the St1Cas9 conformational dynamics associated with PAM binding. Finally, we identify a natural St1Cas9 variant resistant to AcrIIA6 illustrating Acr-driven mutational escape and molecular diversification of Cas9 proteins.
Assuntos
Palavras-chave

Texto completo: 1 Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Bacteriófagos / Proteínas Virais / DNA / Streptococcus thermophilus / Repetições Palindrômicas Curtas Agrupadas e Regularmente Espaçadas / Sistemas CRISPR-Cas / Proteína 9 Associada à CRISPR Limite: Humans Idioma: En Revista: Mol Cell Assunto da revista: BIOLOGIA MOLECULAR Ano de publicação: 2019 Tipo de documento: Article

Texto completo: 1 Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Bacteriófagos / Proteínas Virais / DNA / Streptococcus thermophilus / Repetições Palindrômicas Curtas Agrupadas e Regularmente Espaçadas / Sistemas CRISPR-Cas / Proteína 9 Associada à CRISPR Limite: Humans Idioma: En Revista: Mol Cell Assunto da revista: BIOLOGIA MOLECULAR Ano de publicação: 2019 Tipo de documento: Article