真核逆转录因子一般分为两类:长末端重复(LTR)逆转录转座子和非LTR逆转录转座子。
第三类真核逆转录因子,Penelope-like elements (PLEs),已经被很好地生物信息学表征,但对这些元素的转位机制知之甚少。PLEs与
Bombyx mori
R2 逆转录转座子有一些共同的特征,后者使用靶引逆转录(TPRT)机制,但它们不同的系统发育表明,PLEs可能使用一种新的动员机制。
2024年6月11日,哈佛医学院/麻省理工学院/博德研究所张锋等团队合作在
Mobile DNA
在线发表题为“
Internal initiation of reverse transcription in a Penelope-like retrotransposon
”的研究论文,
该研究利用从大肠杆菌中纯化的蛋白质,报道了从青色变色蜥(
Anolis carolinensis
)中提取的PLE的独特体外特性,揭示了其他逆转录转座子所不具有的机制方面。
该研究发现逆转录是在转座子RNA的两个相邻位点上启动的,这两个位点与被切割的DNA不同源,这一特征反映在基因组的“尾巴”特征中,这是PLE之间共有的和独特的。
该研究首次在体外激活了PLE,为理解PLE的动员和生物学提供了一个起点。
另外,
2024年5月29日,东京大学Osamu Nureki及博德研究所张锋等团队合作在
Nature
在线发表题为“
Structural basis for pegRNA-guided reverse transcription by a prime editor
”的研究论文,该研究展示了
SpCas9-M-MLV RTΔRNaseH-pegRNA-target DNA复合物在多种状态下的冷冻电镜结构。
终止结构以及功能分析表明,M-MLV RT将逆转录延伸到预期位点之外,导致支架衍生的结合,从而在目标位点上引起不希望的编辑。
对起始前、起始和延伸状态的结构比较表明,M-MLV RT在逆转录过程中相对于SpCas9保持一致的位置,而pegRNA合成的DNA
杂化双链
则沿着SpCas9表面建立。
在结构见解的基础上,该研究合理地设计了pegRNA变体和先导编辑变体,其中M-MLV RT融合在SpCas9中。
总的来说,该研究结果提供了对先导编辑逐步机制的结构性见解,并将为开发多功能先导编辑工具箱铺平道路(
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)。