帕莫酸和甘珀酸以DNA拓扑结构特异性的方式特异抑制细菌、哺乳动物细胞和小鼠中的CRISPR/Cas9

背景：靶DNA切割活性的CRISPR/Cas的调控在少数细菌或噬菌体中自然进化，但在高等物种中缺乏。因此，迫切需要鉴定能够抑制Cas9活性的生物活性剂和机制，以重新平衡这种新的遗传压力。结果：在这里，我们通过筛选4607种化合物，鉴定了四种特异性的Cas9抑制剂，这些化合物通过三种不同的机制抑制Cas9的内切核酸酶活性：底物竞争性和前间隔区邻近基序（PAM）结合位点占据；底物靶向；以及sgRNA靶向机制。这些抑制剂以剂量依赖性方式抑制化脓性链球菌Cas9（SpyCas9）、金黄色葡萄球菌Cas9（SauCas9）以及基于SpyCas9切口酶的BE4碱基编辑器在体外纯化酶测定、细菌、哺乳动物细胞和小鼠中的活性。重要的是，帕莫酸和甘珀酸显示出DNA拓扑结构选择性，并优先抑制线性DNA的切割，而不是超螺旋质粒。结论：这些药理学选择性抑制剂和新机制为控制Cas9的DNA拓扑选择性活性提供了新工具。