CRISPR-Cas系統是自然界中強大的基因編輯工具，廣泛分布在細菌和古生菌中，可以有效抵御外源DNA入侵。作為反擊，病毒進化出anti-CRISPR蛋白(Acr)，抑制CRISPR-Cas系統的活性。目前，科學家已發現近百種Acr蛋白。這些蛋白通過多樣化的機制發揮功能。
 

　　7月3日，中國科學院生物物理研究所王艷麗團隊與加拿大多倫多大學Alan Davidson團隊合作，在《自然》(Nature)上在線發表了題為An anti-CRISPR that pulls apart a CRISPR-Cas complex的研究論文，揭示了新型anti-CRISPR蛋白AcrIF25的獨特作用機制。這一機制通過解離I-F型CRISPR-Cas復合體(Csy復合體)的方式抑制CRISPR-Cas系統的活性。
 

　　研究發現，AcrIF25是能夠特異性抑制I-F型CRISPR-Cas系統(Csy復合體)的新型anti-CRISPR蛋白。在I-F型系統中，Csy復合體由crRNA和4種Cas蛋白組成，共同識別外源核酸。已知的Acr蛋白大多通過直接結合Csy復合體來抑制其功能，但AcrIF25展現出不同的作用方式。AcrIF25不直接結合完整的Csy復合體，而是特異性地結合并分離出其中的Cas7亞基，導致Csy復合體解體，從而阻斷CRISPR-Cas系統的正常功能。
 

　　該研究解析了AcrIF25以及Cas7:AcrIF25復合體的晶體結構，發現了AcrIF25通過其C端結構域與Cas7形成廣泛相互作用，且覆蓋Cas7亞基之間及Cas7與crRNA的結合界面。因此，AcrIF25與Cas7結合能夠阻斷Cas7與相鄰Cas7亞基及crRNA相互作用，使得整個Csy復合體解體，實現了對Csy復合體的精準“拆除”。
 

　　研究顯示，AcrIF25在解離Cas7時無需依賴ATP水解提供的能量，這是首次發現無需額外能量供應即可解離大型蛋白核酸復合物的案例。該成果豐富了科學家對Acr蛋白作用機制的認知，為未來開發新型基因編輯工具提供了線索。
 

　　研究工作得到國家自然科學基金委員會、科學技術部、中國科學院和北京市科學技術委員會的資助，并獲得上海同步輻射光源的技術支持。