Cas12a2 elicits abortive infection through RNA-triggered destruction of dsDNA

박테리아의 abortive-infection 시스템은 침입자가 복제하기 전에 감염된 세포를 차단하거나 죽임으로써 외부 침입자의 확산을 제한합니다. 여러 RNA를 표적으로 하는 CRISPR-Cas 시스템 (type III와 VI)은 무차별적 뉴클레아제를 활성화하여 abortive-infection 표현형을 유발합니다. 그러나 RNA 유도 단일 이펙터 뉴클레아제의 무차별 DNase 활성을 활용하는 CRISPR 매개 abortive 메커니즘은 아직 관찰되지 않았습니다.

이 연구에서는 type V 단일 이펙터 뉴클레아제 Cas12a2에 의한 RNA 표적화가 이중 가닥 DNA (dsDNA)의 비특이적 절단을 통해 abortive-infection을 유발한다고 보고합니다. 활성화 프로토스페이서 플랭킹 서열로 RNA 표적을 인식한 후 Cas12a2는 단일 가닥 RNA (ssRNA), 단일 가닥 DNA (ssDNA), dsDNA를 효율적으로 분해합니다. 세포 내에서 Cas12a2의 활성화는 SOS DNA 손상 반응을 유도하고 성장을 손상시켜 외부 침입자의 전파를 방지합니다.

마지막으로 직접 RNA 검출을 위해 Cas12a2의 부수적 활동을 활용하여 Cas12a2가 RNA 유도 RNA 표적화 도구로 용도 변경될 수 있음을 보여주었습니다. 이러한 발견은 CRISPR–Cas 시스템의 알려진 방어 능력을 확장하고 CRISPR 기술에 대한 추가 기회를 창출합니다.