Fanzor (Fz)是一种广泛存在于真核生物结构域的ωRNA引导内切酶，具有独特的基因编辑潜力。

2024年8月28日，麻省理工学院/博德研究所张锋团队在Cell在线发表题为“Structural insights into the diversity and DNA cleavage mechanism of Fanzor”的研究论文，该研究描述了来自三种不同生物的Fzs的结构。

研究发现，无论ωRNA的长度如何，Fzs都有一个共同的ωRNA交互界面，这在物种之间差异很大。

该研究还揭示了Fz的DNA识别模式和解绕能力以及非规范催化位点的存在。这些结构展示了Fz的蛋白质构象如何移动，以允许双链DNA结合到R环内的活性位点。

在机制上，不同状态下的结构检测表明RuvC结构域上的盖子环的构象受向导/DNA异双工的形成控制，调节核酸酶的激活和DNA双链在单切割位点的位移。

机理模式图（图源自Cell ）

Fanzor (Fz)是一种真核生物可编程ωRNA引导的内切酶。

Fz和原核CRISPR-Cas12系统是从TnpB的不同变体进化而来的，TnpB是一种广泛存在的原核专性移动元素引导活性(OMEGA)系统。

与Cas12一样，Fz家族也存在显著的多样性。Fzs主要存在于原口动物、藻类、真菌和单细胞真核生物中，分为两个不同的家族:Fz1和Fz2。

Fz2在蛋白质水平上与TnpB具有很强的结构相似性，而Fz1则大得多，这暗示了它们可能具有不同的功能和机制。

为了在结构和功能水平上探索这种多样性，研究人员分析了来自真核生物两界不同物种的三种Fz1蛋白的冷冻电镜结构:Guillardia theta (GtFz1)(藻类)，Spizellomyces punctatus (SpuFz1)(真菌)和Parasitella parasitica (PpFz1) (mycoparasite)。

Fz1s以不同的构象状态被捕获，形成了13种结构的集合。这些结构揭示了uRNA结合和DNA识别的共同和独特方面，为Fz1蛋白在其核酸内切酶活性中实现特异性和效率的多种机制提供了见解。

对不同构象状态的研究揭示了Fz1蛋白的激活和切割机制，阐明了促进其作为ωRNA引导的内切酶功能的结构转变。

总体而言，作者通过来自不同物种以及不同DNA结合构象的Fanzor蛋白结构分析，揭示了该家族蛋白的分子多样性，并揭示了Fanzor蛋白的激活机制。

该研究不仅深化了领域对Fanzor家族分子机制的理解，也为未来基因编辑工具的设计提供了新的思路。

原文链接：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)00844-4

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