專家信息：

王艷麗，博士，中國科學院生物物理研究所研究員，博士生導師，中國科學院核酸生物學重點實驗室創新課題組組長，中科院“**計劃”獲得者。

教育及工作經歷：

2002－2004年，中國科學技術大學 博士。

2005—2006年，中國科學院生物物理研究所 助理研究員。

2006－2010年，美國斯隆-凱瑟琳癌癥研究中心 博士后、副研究員、高級研究員。

2011年—至今，中國科學院生物物理研究所 “**計劃”研究員，創新課題組組長。　　

2015-至今 中國科學院大學 教授。

主講課程：

《表觀遺傳學》、《分子生物學》

培養研究生情況：

現課題組有2名博士，6名碩士。畢業的及仍在學的優秀的研究生不僅取得了豐碩的科研成果，還收獲了一份份榮譽和獎勵。迄今為止，已有多名學生獲得國家獎學金、中國科學院院長獎學金、生物物理所所長獎學金、中國科學院大學大學生獎學金、中科院生物物理所所長論文獎等獎學金。

2015年一名博士生順利畢業，該學生在本課題組作為第一作者在Nature上發表文章”Crystal structure of the RNA-guided immune surveillance Cascade complex in Escherichia coli”. Nature 2014,515,147-150。目前該名學生已赴洛克菲勒大學進行博士后工作。

招聘啟事：

中國科學院生物物理研究所王艷麗課題組主要研究方向為： RNA沉默的結構生物學，通過研究基因沉默途徑中的關鍵蛋白及復合物的結構與功能，闡明基因沉默的分子途徑及分子機理；我們利用晶體學的方法結合生物化學、分子生物學以及細胞生物學等研究手段，開展核酸結合蛋白的結構與功能研究。具體的研究內容可以參考近期在《Nature》上發表的大腸桿菌Cascade的晶體結構。（http://www.nature.com/nature/journal/vnfv/ncurrent/full/nature13733.html）。 　　

現因課題發展的需要，誠聘博士后一名，福利待遇參照生物物理所標準，具體視個人的研究背景和經歷而定。 　　

博士后 　　

崗位職責： 　　

1. 獨立完成課題組長交給的科研任務或承擔相關課題。 　　

2. 協助課題組長在相關課題中指導研究生及實驗室管理。 　　

崗位要求： 　　

1. 具有高度的責任心和上進心，性格樂觀開朗，工作積極主動。 　　

2. 具有生物學博士研究生學歷、學位，具有結構生物學相關的研究背景。 　　

3. 具有較強的英文閱讀能力和中英文寫作能力。 　　

4. 熱愛科研，富有合作精神，具有鉆研精神和創新意識。 　　

招聘辦法： 　　

請符合條件的申請者將個人簡歷、代表性論文的電子文本、三位推薦人的姓名及聯系方式發至：ylwang (AT)ibp.ac.cn〔請將(AT)替換為@，防止垃圾郵件〕。郵件主題欄內請注明“博士后應聘”。經過初審后，我們將會通知應聘人員面試的具體時間、地點及相關事項。能勝任的申請者將按院及所規定提供有競爭力的薪酬。招聘自本通知發布之日起，直至位置填滿為止。

研究方向：

（1）CRISPR/Cas系統的作用機理研究

CRISPR/Cas系統是源于細菌和古細菌的一種后天免疫系統，它是近年來發現的由小分子RNA介導的免疫系統。CRISPR/Cas廣泛存在于原核生物中的一種由crRNA介導干擾系統，分為2大類。每一類包含不同的類型，其中，1類分為I型、III型、IV型；2類分為II型、V型、VI型。Ⅰ型CRISPR系統的crRNA加工成熟后，與多個Cas蛋白結合形成cascade 復合物，通過crRNA序列特異性地識別，并招募 Cas3蛋白對外源入侵核酸序列剪切。

本課題組成功解析了分辨率為3埃的E.coli Cascade復合物結構，揭示了由11個Cas蛋白以及一個61核苷酸的crRNA共同組成的分子量為405kDa的Cascade復合物的精確的組裝方式，揭示了第一類中Ⅰ型CRISPR系統抗病毒的分子機理，同時也為進一步了解靶標的識別機制提供了新的信息（Nature, 2014）。我們發現了Cas1-Cas2識別外源入侵DNA分子機制，揭示了外源核酸片段的長度是如何確定的。該成果為揭示原核生物這一新的抵御病毒及遺傳物質的入侵的機制奠定了重要的理論基礎 (Cell, 2015)。通過解析AcrF3-Cas3復合物結構，我們闡明了anti-CRISPR 蛋白AcrF3對抗Ⅰ型CRISPR/Cas系統的作用機制，對病毒與宿主共同進化在分子層面提供了新的見解(Cell Res., 2016)。 

我們還對第二類CRISPR進行了研究。解析了結合有sgRNA的C2c1晶體結構，發現目的序列的堿基突變顯著降低C2c1切割活性，該研究結果有助于開發新的基因組編輯工具，降低基因編輯過程中的脫靶現象(Mol Cell, 2017)；還解析了C2c2和C2c2-crRNA的晶體結構，發現C2c2結構不同于其它Cas蛋白，揭示了C2c2剪切pre-crRNA以及切割靶標RNA的分子機制，對理解細菌抵抗RNA病毒入侵的分子基礎具有十分重要的意義；同時也為改造CRISPR-C2c2系統在基因編輯領域的運用提供了強有力的理論依據 (Cell, 2017)。 

（2）小分子介導的基因沉默的結構生物學研究

RNA 干擾是由一個負責沉默作用的小RNA 分子（向導鏈）與Argonaute(Ago) 家族蛋白發生相互作用，這種RNA-Ago 蛋白復合體就構成了基因沉默復合體(RISC)里最基本的，也是最為核心的效應元件。在RISC 復合體中，小RNA分子通過堿基互補配對原則，以序列特異性的方式引導Ago 蛋白與靶標分子mRNA 結合。這些靶標分子mRNA 被Ago 蛋白識別之后會被切割或者翻譯被抑制，最終被細胞降解。研究發現，有些微生物也具有Ago 蛋白，并具有真核生物類似的活性，但是其在原核生物體內的功能尚且不清楚。

在小分子RNA介導的基因沉默的過程中，探索Ago蛋白與向導鏈的構象變化，深入分析miRNA誘導基因沉默的機理。RNAi是指在進化過程中高度保守的、由雙鏈RNA介導的特異性基因沉默現象。Argonaute (Ago)蛋白是RNA基因沉默途徑中核心元件，其PIWI結構域能夠催化引導鏈介導的mRNA的特異性降解。通過解析argonaute蛋白與引導鏈及靶RNA等復合物的結構，詳細解釋了argonaute沉默復合體參與調控基因沉默的具體途徑和方式，闡明了其如何選擇并切割RNA分子，最終降解RNA分子使基因沉默的過程。

我們發現某些原核生物的Ago蛋白不僅具有切割RNA的功能，還具有在小DNA分子介導下序列特異性的切割DNA的功能。通過解析系列的Ago蛋白與向導DNA以及靶DNA的三元復合物結構，我們揭示了Ago 蛋白切割DNA的分子機理 (PNAS, 2014)。

承擔科研項目情況：

目前在研項目有：國家科技部973項目，“先天免疫相關蛋白質復合物結構與功能的研究”；國家自然基金委項目，“crRNA介導的免疫系統的結構與功能研究”；以及關于“超大分子復合物結構”等中科院項目。

科研成果：

1. 2015年成功解析了Cas1-Cas2與多種類型DNA的復合物的晶體結構，證明了被Cas1-Cas2所獲取的外源核酸片段是以雙叉的構象存在的；Cas1-Cas2通過兩個酪氨酸固定并且準確量取雙鏈部分，并以序列特異性的方式識別3’單鏈的中PAM的互補序列（5’-CTT-3’），由Cas1發揮活性作用，分別在兩端的3’ overhang切割出5nt的長度，產生了一段33nt長度的DNA片段；在這個過程中，與外源核酸片段的結合，使得Cas1-Cas2經歷了類似于蝴蝶飛舞時“翅膀上揚”到“翅膀水平“的構象變化，最終通過一種類似切割-拷貝的方式將獲取的外源核酸片段插入到了自身的CRISPR位點。該研究發現了Cas1-Cas2識別外源入侵DNA分子機制，揭示了外源核酸片段的長度是如何確定的，同時也解釋了該階段中的核心蛋白Cas1和Cas2各自的功能。因此，該成果為揭示原核生物這一新的抵御病毒及遺傳物質的入侵的機制奠定了重要的理論基礎。

2. 2014年，成功解析了Cascade的高分辨率晶體結構。 通過研究發現，Cascade呈現出與冷凍電鏡相似的“海馬”結構。11個亞基形成兩個結構層，6個CasC、CasD和CasE形成弓形的外層，并且6個CasC形成對稱性的螺旋結構，CasE和CasA分別與兩端的CasC相互作用。內層包括CasA和2個CasB，通過CasA-CasD相互作用以及與CasC側面多個弱的接觸位點結合。61個核苷酸的crRNA橫跨Cascade的11個亞基，并與6個CasC亞基相互作用，5’和3’末端分別被CasD和CasE錨定。CrRNA的間隔區序列定位在CasC1-6亞基形成的連續的溝槽中。來自CasC2-6的5個長β發卡結構穿過crRNA。因此crRNA被分成5個片斷，每個片段包括5個堆疊的堿基和一個翻轉的堿基。每一個crRNA間隔區片斷通過相似的方式與CasC相互作用。同期發表的Cascade復合物與單鏈靶DNA的晶體結構顯示，crRNA與靶DNA不形成雙螺旋，而是形成解旋不足的帶狀結構。

3. 解析了Argonaute蛋白與向導鏈的二元復合物結構，第一次鑒定了向導鏈的結合通道，闡明了向導鏈識別靶mRNA的分子機制；同時還解析了一系列的Argonaute蛋白與向導鏈以及靶mRNA的三元復合物結構，首次確定了靶鏈與向導鏈在 Argonaute 蛋白中的結合方式，闡明了Argonaute蛋白切割靶mRNA的分子機制。RIG-I蛋白在dsRNA病毒的固有免疫應答過程中發揮重要作用，王艷麗解析了RIG-I與5’-pppdsRNA的復合物機構，闡述了宿主通過RIG-I識別自身和病毒RNA的分子機制，為病毒的防御及治療提供理論依據。

代表性論文：

1. Yin M, Wang J, Wang M, Li X, Zhang M, Wu Q,  Wang, Y. Molecular mechanism of directional CTCF recognition of a diverse range of genomic sites. Cell Research, 2017, 27(11):1365-1377. 

2. Liu L, Li X, Ma J, Li Z, You L, Wang J, Wang M, Zhang X, Wang, Y. The Molecular Architecture for RNA-Guided RNA Cleavage by Cas13a. Cell, 2017. 170(4):714-726. 

3. Sheng G, Gogakos T, Wang J, Zhao, H, Serganov A, Juranek S, Tuschl T, Patel D,  Wang, Y. Structure/cleavage-based insights into helical perturbations at bulge sites within T. thermophilus Argonaute silencing complexes. Nucleic Acids Res. 2017, 45(15):9149-9163. 

4. Liu L, Li X, Wang J, Yin M, Chen P, Wang M, Li J, Sheng G, Wang Y. Two Distant Catalytic Sites Are Responsible for C2c2 RNase Activities. Cell. 2017,168:121-134. 

5. Liu L, Chen P, Wang M, Li X, Wang J, Yin M, Wang Y. C2c1-sgRNA Complex Structure Reveals RNA-guided DNA Cleavage Mechanism. Molecular Cell. 2017, 65. 

6. Swarts D, Szczepaniak M, Sheng G, Chandradoss S, Zhu Y, Timmers E, Zhang Y, ZhaoH, Lou J, Wang Y, Joo C and Oost J. Autonomous Generation and Loading of DNA Guides by Bacterial Argonaute，Molecular Cell, 2017, 65(6):985-998. 

7. Wang J, Ma J, Cheng Z, Meng X, You L, Wang M, Zhang X, Wang, Y. A CRISPR evolutionary arms race: structural insights into viral anti-CRISPR/Cas responses. Cell Research. 2016, 26:1165–1168. 

8. Wang, J., Li, J., Zhao, H., Sheng, G., Wang, M., Yin, M. & Wang, Y., Structural and Mechanistic Basis of PAM-Dependent Spacer Acquisition in CRISPR-Cas System. Cell. 2015, 163: 840-853.   

9. Zhao, H., Sheng, G., Wang, J., Wang, M., Bunkoczi, G., Gong, W., Wei, Z. & Wang, Y. “Crystal structure of the RNA-guided immune surveillance Cascade complex in Escherichia coli”, Nature. 2014, 151: 147-150.  

10. Swarts, D. C., Makarova, K., Wang, Y., Nakanishi, K., Ketting, R., Koonin, E., Patel, D. J. & Oost, van der, J., “The evolutionary journey of Argonaute proteins”, Nature structural & molecular biology, 2014, 21: 743-753.  

11. Swarts, D. C., Jore, M. M., Westra, E. R., Zhu, Y., Janssen, J. H., Snijders, A. P., Wang, Y., Patel, D. J., Berenguer, J., Brouns, S. J.J. & Oost, van der, J. "DNA-guided DNA interference by a prokaryotic Argonaute", Nature, 2014, 507: 258-261.   

12. Sheng, G., Zhao, H., Wang, J., Rao, Y., Tian, W., Swarts, D. C., van der Oost, J., Patel, D. J. and Wang, Y. "Structure-based cleavage mechanism of Thermus thermophilus Argonaute DNA guide strand-mediated DNA target cleavage." Proc Natl Acad Sci U S A.2014, 111(2): 652-657.  

13. Rüdel S, Wang, Y, Lenobel R, K?rner R, Hsiao HH, Urlaub H, Patel D, Meister G. Phosphorylation of human Argonaute proteins affects small RNA binding. Nucleic Acids Res. 2011,39:2330-43.   

14. Wang, Y., Ludwig J., Schuberth C., Goldeck M., Schlee M., Li H., Juranek S., Sheng G., Micura R., Tuschl T., Hartmann G., Patel D., Structural and functional insights into 5'-ppp RNA pattern recognition by the innate immune receptor RIG-I. Nat Struct Mol Biol. 2010, 17:781-7.. 2010, 17:781-7.  

15. Wang, Y, Juranek S, Li H, Sheng G, Tuschl T, Patel DJ. Nucleation, propagation and cleavage of target RNAs in Ago silencing complexes. Nature. 2009, 461:754-761.  

16. Wang, Y, Juranek S, Li H, Sheng G, Tuschl T, Patel DJ. Structure of an argonaute silencing complex with a seed-containing guide DNA and target RNA duplex. Nature. 2008, 56:921-926.   

17. Wang, Y, Sheng G, Juranek S, Tuschl T, Patel DJ., Structure of the guide-strand-containing argonaute silencing complex. Nature. 2008, 456:209-213.   

18. Wang, Y, Liu L, Wei Z, Cheng Z, Lin Y, Gong W. Seeing the process of histidine phosphorylation in human bisphosphoglycerate mutase. J Biol Chem. 2006, 281:39642-8. 

19. Wang, Y, Wei Z, Liu L, Cheng Z, Lin Y, Ji F, Gong W. Crystal structure of human B type phosphoglycerate mutase bound with citrate. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2005, 331:1207-15.   

20. Wang, Y, Wei Z, Bian Q, Cheng Z, Wan M, Liu L, Gong W，Crystal structure of human bisphosphoglycerate mutase, J. Biol. Chem. 2004, 279: 39132-8. 

課題組長所獲獎項

1、2017年HHMI國際青年學者。

2、 2017年中國科學院優秀導師獎。

3、2016年第十三屆中國青年女科學家獎。

4、2016年科技部“中青年領軍人才”。

5、2016年第九屆談家楨生命科學獎（創新獎）。

6、細胞出版社2015中國年度論文獎。

7、2015年優秀百人獎。

8、2015年中國科學院優秀導師獎。

課題組學生所獲獎勵

1、2017年李雪巖、尹茂魯獲得研究生國家獎學金。

2、2016年李佳智獲得中國科學院院長優秀獎�！　　�

3、2016年李佳智獲得研究生國家獎學金。

4、2016年趙宏圖獲得中國科學院大學優秀畢業生獎。

5、2016年陳鵬獲得中國科學院大學大學生獎學金。

6、2015年趙宏圖獲得中國科學院院長特別獎。

7、2015年趙宏圖獲得研究生國家獎學金。

8、2015年李佳智獲得所長論文獎。

9、2014年趙宏圖獲得所長論文獎。

學術交流：

本課題組注重工作人員及學生培養，積極鼓勵大家參加在非編碼RNA領域的國內外重要會議。例如RNA Scoiety會議、CRISPR會議、 冷泉港會議及全國晶體學大會、全國核糖核酸（RNA）研討會、中國生物物理學術大會等會議；

同時，本課題組定期邀請國內外專家到所內進行學術報告，并對本課題組人員課題進行指導。2015年邀請美國斯隆癌癥紀念中心，美國兩院院士Dinshaw J. Patel教授，美國喬治州立大學黃震教授等人到所內作貝時璋講座。

王艷麗課題組揭示CRISPR獲取新間隔序列的分子機制

2015年10月15日，Cell雜志在線發表了中科院生物物理研究所王艷麗研究組關于CRISPR-Cas系統中外源片段獲取階段的研究進展。標題為“Structural and Mechanistic
Basis of PAM-dependent Spacer Acquisition in CRISPR-Cas Systems”。本文揭示了Cas1-Cas2-PAM-DNA復合物等一系列復合物的晶體結構，證明了新間隔區獲取依賴于
PAM的互補序列，并為該過程的作用機制提供了重要的結構生物學基礎。

細菌和古菌等原核生物不斷地遭受外界病毒的侵染以及水平核酸轉移，成簇的且有規律間隔的短回文重復序列和它的輔助蛋白（Cas）構成了原核生物一個重要的免疫防御系統-
CRISPR/Cas系統。該防御過程主要包括三個階段：（1）間隔區的獲取，通過核心蛋白Cas1和Cas2的作用，來源于外源入侵的核酸片段（即Spacer）被獲取，并插入到CRISPR位點。（2）crRNA表達，該片段被轉錄加工為成熟的crRNA，并與相關的Cas蛋白形成復合物。（3）crRNA干擾，成熟的crRNA引導RNA-Cas蛋白復合物識別攜帶有與該段序列互補的外源核酸，最終將其降解。crRNA表達和干擾兩個階段的分子及功能機制已經被揭示的非常透徹，而整個間隔區的獲取過程卻有待于更進一步的研究。

王艷麗研究組通過深入的研究，解析了Cas1-Cas2與多種類型DNA的復合物的晶體結構，證明了被Cas1-Cas2所獲取的外源核酸片段是以雙叉的構象存在的；Cas1-Cas2通過兩個酪氨酸固定并且準確量取雙鏈部分，并以序列特異性的方式識別3’單鏈的中PAM的互補序列（5’-CTT-3’），由Cas1發揮活性作用，分別在兩端的3’ overhang切割出5nt的長度，產生了一段33nt長度的DNA片段；在這個過程中，與外源核酸片段的結合，使得Cas1-Cas2經歷了類似于蝴蝶飛舞時“翅膀上揚”到“翅膀水平“的構象變化，最終通過一種類似切割-拷貝的方式將獲取的外源核酸片段插入到了自身的CRISPR位點。該研究發現了Cas1-Cas2識別外源入侵DNA分子機制，揭示了外源核酸片段的長度是如何確定的，同時也解釋了該階段中的核心蛋白Cas1和Cas2各自的功能。因此，該成果為揭示原核生物這一新的抵御病毒及遺傳物質的入侵的機制奠定了重要的理論基礎。
 

圖注：E. coli Cas1-Cas2蛋白與具有雙叉結構的間隔區前體DNA復合物的晶體結構。Cas1-Cas2特異性的識別并結合含有PAM互補序列DNA，進而確定間隔區前體的長度并將其插入到CRISPR-Cas位點。

王艷麗研究組的王久宇和李佳智（博士生）為本文的共同第一作者，該研究得到科技部、國家自然科學基金以及中國科學院戰略性先導科技專項（B類）的資助，上海光源為該研究提供了重要的技術支持。

文章鏈接：http://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(15)01321-5

來源：中國科學院生物物理研究所 2015-10-16

王艷麗研究組在Nature雜志上發表
CRISPR系統中Cascade復合物結構解析重要成果

2014年8月12日，Nature雜志在線發表了中科院生物物理研究所王艷麗研究組關于CRISPR系統中Cascade復合物的研究進展，標題為“Crystal structure of the RNA-
guided immune surveillance Cascade complex in Escherichia coli”。本文揭示了Cascade的晶體結構及其與RNA相互作用的方式。

成簇的、有規律間隔的短回文重復序列（clustered regularly interspaeed short palindromic repeats，CRISPR）和它的輔助蛋白（CRISPR-associated, Cas）構成
CRISPR/Cas系統，以一種類似于真核生物RNA干擾(RNAi)的作用機制，在原核生物抵抗入侵的噬菌體和質粒的防御系統中發揮著重要作用。CRISPR-Cas系統分為三個類型（I型，II型和III型），大腸桿菌CRISPR/Cas 系統屬于I-E型，由5種Cas蛋白組成的11個亞基（其中含有1個CasA，2個CasB，6個CasC，1個CasD和1個CasE）以及一段61個核苷酸的成熟crRNA（CRISPR RNA）組成Cascade（CRISPR-associated complex for antiviral defense）復合物。Cascade復合物的質量約為405kDa，外觀上呈現出近似于“海馬”的結構，王艷麗研究組通過深入研究，獲得了分辨率為3.05 Å的X射線晶體結構，詳見下圖：

該結構顯示，61個核苷酸的crRNA橫跨Cascade的11個亞基，并與6個CasC亞基相互作用，5’和3’末端分別被CasD和CasE錨定。CrRNA的間隔區序列定位在CasC1-6亞基形成的連續的溝槽中。來自CasC2-6的5個長β發卡結構穿過crRNA。因此crRNA被分成5個片斷，每個片段包括5個堆疊的堿基和一個翻轉的堿基。每一個crRNA間隔區片斷通過相似的方式與CasC相互作用。進一步的研究顯示，crRNA不僅在靶點識別中發揮重要作用，而且也在Cascade的組裝中發揮重要作用。本研究為Cascade如何發揮功能提供了重要依據。

王艷麗研究組的博士生趙宏圖為本文的第一作者，該研究得到科技部、國家自然科學基金以及中國科學院戰略性先導科技專項（B類）的資助，上海光源為該研究提供了重要的技術支持。

文章鏈接：http://www.nature.com/nature/journal/vnfv/ncurrent/full/nature13733.html

來源：中國科學院生物物理研究所 2014-08-13 

2014年1月，王艷麗課題組在《Proceedings of the National Academy of the Sciences of the United States of America，PNAS》雜志發表題為“Structure-based
cleavage mechanism of Thermus thermophilus Argonaute DNA guide strand-mediated DNA target cleavage”的論文。該論文在結構生物學水平闡明了細菌的Agos蛋白指導導向DNA雙鏈切割靶標DNA雙鏈的機制。以上研究結果在分子生物學水平也證明了細菌通過Argonaute蛋白介導的DNA干擾機制來對抗轉座子和可移動的遺傳原件。

RNA沉默現象發現距今20年，對其機制的初解讀到現在也僅10年，可是它的出現徹底揭示出生命體另一種基因表達調控方式，改變了人們原本認為非編碼 RNA在體內不起關鍵作用的看法，也迅速成為人們研究的熱點。隨著 2006 年諾貝爾獎正式授予這一領域的研究成果，該領域的進展更是日新月異。通過對 RNA沉默機制的研究，人們發現了由不同小 RNA介導的 RNA 沉默通路，并鑒定了一系列參與 RNA沉默通路的關鍵蛋白。其中，RNA 誘導的沉默復合物 (RISC) 核心成分AGO蛋白日益成為人們研究的焦點。我們發現在原核生物中不僅存在RNA干擾，還存在著DNA介導的DNA沉默現象。

我們報道了三體嗜熱桿菌Argonaute (TtAgo)三體蛋白和5’磷酸化的DNA，以及一系列天然靶標（互補的DNA片段）的復合物晶體結構。以上三元復合體結構在非活性狀態、活性狀態下的底物結合和底物被切割，取得了2.2 Å的分辨率，闡明了催化殘基的定位機制。催化氨基酸和一對與可切割磷酸鹽相關的Mg2+是通過Rnase H型機制進行TtAgo介導的靶標剪切所必需的。另外，這些三元體結構可以幫助理解通過蛋白質和DNA構象的改變來促進非活性狀態和活性狀態狀態之間的轉換，以及谷氨酸指在產生具有催化功能DEDD四聚體中的作用。剪切之后，剪切片段和互補的目的靶序列片段形成一個穩定的二聚體。

圖示：TtAgo四體和引導DNA，以及靶標DNA形成的晶體結構，以及它們之間的相互作用。

盛剛、趙宏圖為本文的共同第一作者。該研究的到了科技部，國家自然基金委和**計劃的資助。

文章鏈接地址：http://www.pnas.org/content/111/2/652.long

來源：中國科學院生物物理研究所 2014-01-27 

王艷麗：大自然的奇妙讓我震撼 

2014年8月12日，Nature雜志在線發表了題為Crystal structure of the RNA-guided immune surveillance Cascade complex in Escherichia coli的論文，該文章揭示了Cascade的晶體結構及其與RNA相互作用的方式，為闡釋Cascade如何發揮功能提供了重要依據。CRISPR/Cas系統研究作為近幾年被看好的沖擊諾獎的強力候選領域之一，文章發表后，中國科學院生物物理研究所王艷麗研究組受到國際同行的矚目。

在2010年入選“**計劃”歸國之前，王艷麗在日本和美國長期從事的正是RNA干擾機理方面的研究。2006年年初，她作為訪問學者在美國佐治亞大學參與結構基因組的工作，后轉入美國著名的斯隆-凱瑟琳癌癥研究所從事RNA結合蛋白與RNA復合物的結構與功能研究，取得了多項重要研究成果。2008年、2009年她都以第一作者身份在Nature雜志上發表論文全文，另外一篇發表在2010年Nat Struct Mol Biol雜志上。具體成果包括：解析了Argonaute蛋白與向導鏈的二元復合物結構，第一次鑒定了向導鏈的結合通道，闡明了向導鏈識別靶mRNA的分子機制；同時還解析了一系列的Argonaute蛋白與向導鏈以及靶mRNA的三元復合物結構，首次確定了靶鏈與向導鏈在 Argonaute 蛋白中的結合方式，闡明了Argonaute蛋白切割靶mRNA的分子機制。RIG-I蛋白在dsRNA病毒的固有免疫應答過程中發揮重要作用，王艷麗解析了RIG-I與5’-pppdsRNA的復合物機構，闡述了宿主通過RIG-I識別自身和病毒RNA的分子機制，為病毒的防御及治療提供理論依據。

2010年，王艷麗入選“**計劃”，來到中科院生物物理所從事核酸結合蛋白與核酸復合物的結構研究。2014年，王艷麗課題組成功解析了Cascade的高分辨率晶體結構。而在此之前，借助于單顆粒冷凍電鏡手段，研究人員只在2011年獲得了Cascade復合物自身在8埃分辨率下的結構。總體來看，Cascade復合物質量約為405kDa，外觀上呈現出近似于“海馬”的結構，含有的組分包括有5種蛋白組成的11個亞單位以及一段61個核苷酸的成熟crRNA。

通過研究，王艷麗和同事們發現，Cascade呈現出與冷凍電鏡相似的“海馬”結構。11個亞基形成兩個結構層，6個CasC、CasD和CasE形成弓形的外層，并且6個CasC形成對稱性的螺旋結構，CasE和CasA分別與兩端的CasC相互作用。內層包括CasA和2個CasB，通過CasA-CasD相互作用以及與CasC側面多個弱的接觸位點結合。61個核苷酸的crRNA橫跨Cascade的11個亞基，并與6個CasC亞基相互作用，5’和3’末端分別被CasD和CasE錨定。CrRNA的間隔區序列定位在CasC1-6亞基形成的連續的溝槽中。來自CasC2-6的5個長β發卡結構穿過crRNA。因此crRNA被分成5個片斷，每個片段包括5個堆疊的堿基和一個翻轉的堿基。每一個crRNA間隔區片斷通過相似的方式與CasC相互作用。同期發表的
Cascade復合物與單鏈靶DNA的晶體結構顯示，crRNA與靶DNA不形成雙螺旋，而是形成解旋不足的帶狀結構。

作為一支年輕的科研隊伍，能在短時間內取得如此豐碩的成績。王艷麗不無感慨。帶領團隊，她始終希望學生們和年輕的博士后能夠發自內心的熱愛自己所從事的工作。就如同她自己的經歷一樣，本是誤打誤撞進了大學生物系的他，慢慢地在實驗室里感受到了大自然的奇妙。而她選擇用“震撼”兩個字來形容這種神奇，巧奪天工的設計讓人不禁贊嘆，同時也產生了尊重規律以及對于自然謙卑畏敬的心。

吃飯的時間根據實驗的時間來確定、趁著儀器自動工作的空檔趕緊扒拉兩口是這個課題組的常態，為了保持試驗溫度加班加點一次完成更是“必備品項”。笑稱自己做不了其他工作的王艷麗，并不認為國內實驗室的水準低于國外。談到如何管理團隊，她更多地希望通過感染的方式傳達這樣的勤奮和態度。

盡管目前CRISPR/Cas的研究已經取得可喜的進展，但是Cas蛋白呈現高度的多樣性，而且大部分蛋白的功能尚不清楚，而這些也正是王艷麗課題組未來努力的主要方向。這支年輕且充滿活力積極向上的隊伍將帶來哪些驚喜，不禁讓人拭目以待。

       來源：科學中國人  2015年第6期