2014年12月24日，我所叶克穷实验室在《Nucleic Acids Research》发表题为“Cmr4 is the slicer in the RNA-targeting Cmr CRISPR complex”的论文，研究了III-B型CRISPR-Cas系统的Cmr复合体切割RNA的生化和结构机制。

CRISPR-Cas系统是在原核生物中广泛分布，具有自适应性并且能够遗传的免疫系统，由CRISPR DNA和cas基因组成。该系统的作用机制大致分为三个阶段。在适应阶段，宿主将外源噬菌体或质粒的DNA片端整合到自身基因组的CRISPR位点。在表达阶段，CRISPR位点进行转录，然后转录产物被加工为CRISPR RNA（crRNA）。在干扰阶段，crRNA和Cas蛋白组成效应复合体，并利用crRNA序列互补的能力指导效应复合体识别并降解具有同源序列的DNA或RNA。Cmr复合体是III-B型CRISPR-Cas系统中的效应复合体，包含六种蛋白质亚基Cmr1-6和crRNA，此前的研究认为该复合体能够在单个特定位点切割与crRNA互补的底物RNA，切割位置由crRNA的3’端决定。

为了理解Cmr复合物的结构和功能，叶克穷实验室以前解析了Cmr2蛋白的晶体结构（FEBS Letter 2012）。在最新的研究中，作者顺利获得生化实验发现，Pyrococcus furiosus Cmr复合物能够在间隔6 核苷酸的多个位点切割底物RNA，切割位置由crRNA的5’端决定，该结果修正了以往的结论。顺利获得氨基酸定点突变，作者发现Cmr4是负责切割的催化亚基。作者还解析了Cmr4的晶体结构，发现Cmr4分子在晶体中头尾排列形成螺旋结构，该螺旋结构和最近解析的Cmr复合体电镜结构中的Cmr4的组织方式非常吻合。另外，Cmr4螺旋内表面分布了几乎全部的保守暴露残基，具有成片的带正电区域，关键的催化残基Asp26也位于螺旋内表面，这些证据表明Cmr4螺旋内表面是结合crRNA和底物RNA的位点。该研究加深了对Cmr复合体的结构和它切割RNA分子机制的理解。

我所已经毕业的博士生朱星为本文的第一作者，叶克穷博士为本文通讯作者。该研究由科技部、国家自然科学基金委员会、中科院、北京市政府等资助，在北京科学生命购宝钱包 完成。