2021年6月15日下午，应殷平教授邀请，中科院分子细胞科学卓越创新中心杨荟研究员做客分子生物学前沿论坛，带来题为“CRISPR-Cas系统的靶向识别和活性”的报告。蛋白质研究团队全员参加此次学术报告，报告还吸引了众多其他院系师生参加。

CRISPR-Cas系统是一种细菌中的获得性免疫系统，用来抵御外源遗传物质的入侵。该系统通常通过识别外源DNA的PAM区域，靶向到外源DNA片段，并对其进行切割，从而沉默外源基因的表达。由于CRISPR-Cas系统精确的靶向功能，其被开发成一种高效的基因编辑工具。此外，CRISPR-Cas系统还可以识别外源RNA片段，实现非位点特异性的RNA切割。CRISPR-Cas这项技术自从问世以来，已经吸引了无数欢呼和掌声，在短短几年内，它已经成为了生命科学领域最炙手可热的研究工具。尽管CRISPR-Cas的功能已经受到了广泛关注和应用，但对于CRISPR-Cas系统如何靶向特异性区分“自我”和“非我”以及如何进行切割的分子机制仍不清楚。

杨荟研究员自2014年以来，就一直致力于CRISPR-Cas系统的靶向识别和活性调控机制的相关研究。本次报告，杨荟研究员主要为我们分享了CRISPR-Cas相关蛋白、抗CRISPR蛋白以及相关转座蛋白的结构及其作用机制。杨荟研究员及其团队借助X-射线晶体衍射技术解析了单亚基CRISPR-Cas9 和CRISPR-Cas12复合物的结构，阐明了复合物识别外源DNA PAM区域和对其切割的分子机制。杨荟研究员及其团队还阐释了CRISPR-Cas13复合物依靠序列配对，来区分“自我”和“非我”的基因片段，实现对RNA非位点特异性的识别及切割。同时，杨荟研究员还为我们分享了抗CRISPR蛋白通过识别特定状态的CRISPR-Cas9，来实现CRISPR-Cas9系统的定时调控机制。

此外，杨荟研究员及其团队利用X-射线晶体衍射技术和单颗粒冷冻电镜技术分别解析了apo-TniQ的晶体结构和Cascade-TniQ复合物与DNA结合前后的电镜结构，阐明了霍乱弧菌I-F亚型Cascade效应复合物招募Tn7样转座子亚基TniQ的分子机制，及Cascade-TniQ复合物对DNA的序列特异性识别过程，对潜在新型基因编辑工具的开发具有重要指导意义。

报告结束后师生对杨荟研究员的精彩报告表示感谢，并积极提问。杨荟研究员对师生们所提出的问题一一作答，并为我们分享了课题研究的思路与技术。

报告人简介：   

杨荟，中科院分子细胞科学卓越创新中心研究员，长期从事蛋白质结构与功能研究，在非编码RNA对基因表达调控领域取得了重要的科学突破。目前实验室研究方向主要集中于 CRISPR-Cas系统的靶向识别和活性调控机制相关的重要蛋白质和蛋白质-核酸复合物的研究。