Position-dependent sequence motif preferences of SpCas9 are largely determined by scaffold-complementary spacer motifs

Huszár, Krisztina [Huszár, Krisztina (molekuláris biológia), szerző] Enzimológiai Intézet (TTK); Welker, Zsombor; Györgypál, Zoltán [Györgypál, Zoltán (Bioinformatika, m...), szerző] Biofizikai Intézet (HRN SZBK); Központi Laboratóriumok (HRN SZBK); Tóth, Eszter [Tóth, Eszter (molekuláris biológia), szerző]; Ligeti, Zoltán [Ligeti, Zoltán Mihály (Biológia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Kulcsár, Péter István [Kulcsár, Péter István (Molekuláris biológia), szerző] Enzimológiai Intézet (TTK); Dancsó, János; Tálas, András [Tálas, András (Molekuláris Biológus), szerző] Enzimológiai Intézet (TTK); Krausz, Sarah Laura [Krausz, Sarah (géntechnológia), szerző] Doktori Iskola (SE); Varga, Éva [Varga, Éva (biokémia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Welker, Ervin ✉ [Welker, Ervin (Fehérje feltekeredés), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Enzimológiai Intézet (TTK)

Angol nyelvű Szakcikk (Folyóiratcikk) Tudományos
Megjelent: NUCLEIC ACIDS RESEARCH 0305-1048 1362-4962 51 (11) pp. 5847-5863 2023
  • SJR Scopus - Genetics: D1
Azonosítók
Támogatások:
  • (GINOP-2.1.2-8.1.4-16-2018-00414)
  • (K128188)
  • (K134968)
  • (K142322)
  • (PD134858) Támogató: OTKA
  • (BO/764/20) Támogató: Bolyai János Kutatási Ösztöndíj
  • (K134968)
Streptococcus pyogenes Cas9 (SpCas9) nuclease exhibits considerable position-dependent sequence preferences. The reason behind these preferences is not well understood and is difficult to rationalise, since the protein establishes interactions with the target-spacer duplex in a sequence-independent manner. We revealed here that intramolecular interactions within the single guide RNA (sgRNA), between the spacer and the scaffold, cause most of these preferences. By using in cellulo and in vitro SpCas9 activity assays with systematically designed spacer and scaffold sequences and by analysing activity data from a large SpCas9 sequence library, we show that some long (>8 nucleotides) spacer motifs, that are complementary to the RAR unit of the scaffold, interfere with sgRNA loading, and that some motifs of more than 4 nucleotides, that are complementary to the SL1 unit, inhibit DNA binding and cleavage. Furthermore, we show that intramolecular interactions are present in the majority of the inactive sgRNA sequences of the library, suggesting that they are the most important intrinsic determinants of the activity of the SpCas9 ribonucleoprotein complex. We also found that in pegRNAs, sequences at the 3′ extension of the sgRNA that are complementary to the SL2 unit are also inhibitory to prime editing, but not to the nuclease activity of SpCas9.
Hivatkozás stílusok: IEEEACMAPAChicagoHarvardCSLMásolásNyomtatás
2025-03-29 22:44