RNA触发的Cas12a3切割tRNA尾部以执行细菌免疫

在生命的所有领域中，tRNA介导遗传信息从mRNA到蛋白质的转移。由于其耗竭会抑制翻译进而抑制病毒复制，tRNA长期以来被认为是先天免疫的靶标。本文报道了细菌V型CRISPR-Cas适应性免疫系统中的Cas12a3效应核酸酶，其在识别靶标RNA后优先切割tRNA。Cas12a3同源物属于两个先前未报道的核酸酶进化枝之一，表现出RNA介导的非靶标RNA切割活性，且不同于所有其他已知的V型系统。通过基于细胞的实验、生化分析和直接RNA测序，我们证明CRISPR RNA识别互补靶标RNA会触发Cas12a3切割多种tRNA的保守5'-CCA-3'尾部，从而驱动生长停滞和抗噬菌体防御。冷冻电子显微镜结构进一步揭示了一个独特的tRNA加载结构域，该结构域将tRNA尾部定位在核酸酶的RuvC活性位点。通过设计模拟tRNA受体茎和尾部的合成报告基因，我们扩展了当前基于CRISPR的诊断工具在多重RNA检测中的能力。总之，这些发现揭示了tRNA失活作为一种先前未被认识的基于CRISPR的免疫策略，拓宽了现有CRISPR工具箱的应用空间。