Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Maison » Motif adjacent au protoespaceur (PAM)

Motif adjacent au protoespaceur (PAM)

2008
  • Luciano Marraffini
  • Erik Sontheimer
Molecular biologist analyzing DNA sequence with focus on Protospacer Adjacent Motif in a laboratory.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Le motif adjacent au protospacer (PAM) est une courte séquence d'ADN spécifique, généralement de 2 à 6 paires de bases, nécessaire à la liaison et au clivage d'une séquence d'ADN cible par une nucléase Cas. Il est situé immédiatement en aval du site cible (protospacer) dans l'ADN envahissant. Le PAM est absent de l'ADN hôte. CRISPR locus, which serves as a critical self-versus-non-self recognition mechanism, preventing autoimmune destruction.

La découverte du motif PAM (Protospacer Adjacent Motif) a constitué un tournant décisif dans la compréhension du fonctionnement précis du système CRISPR-Cas. Les chercheurs ont observé que, pour que le système cible et clive efficacement l'ADN étranger, une courte séquence spécifique devait être présente à proximité de la séquence cible (le protospacer). Chez la protéine Cas9, largement utilisée et issue de *Streptococcus pyogenes*, cette séquence est 5'-NGG-3', où N' représente n'importe quel nucléotide. La protéine Cas9, chargée de son ARN guide, recherche d'abord cette séquence PAM dans l'ADN. Ce n'est qu'après sa liaison à un PAM que la protéine tente de dérouler l'ADN adjacent et de vérifier sa correspondance avec la séquence de son ARN guide. Si une correspondance est trouvée, les domaines nucléases de Cas9 sont activés pour créer une cassure double brin.

This PAM-dependent targeting mechanism is the key to how the system avoids attacking the bacterium’s own genome. The CRISPR array, from which the guide RNAs are derived, contains the same spacer sequences as the targets. However, the repeat sequences within the CRISPR array do not contain the PAM sequence. Consequently, the Cas9-gRNA complex cannot bind stably to the CRISPR locus itself, preventing an autoimmune catastrophe. This elegant solution for self/non-self discrimination is a hallmark of the system’s efficiency. For gene editing applications, the PAM requirement is a double-edged sword: it ensures specificity but also constrains the set of possible target sites in a genome. This has driven significant research into discovering or engineering Cas variants with different, more flexible, or even non-existent PAM requirements to make any part of the genome accessible to editing.

UNESCO Nomenclature: 2417
– Molecular biology

Taper

Mécanisme biochimique

Perturbation

Substantiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • caractérisation de la crispr-cas9 composants du système
  • compréhension des interactions et de la spécificité de la liaison protéine-ADN
  • l'hypothèse de Crispr comme système immunitaire ciblant l'ADN
  • tests in vitro pour tester l'activité de la protéine cas sur différents substrats d'ADN

Applications

  • une règle critique pour la conception d'ARN guides dans l'édition génétique CRISPR-Cas9
  • permettant la prédiction de sites potentiellement hors cible dans un génome
  • Ingénierie des protéines Cas avec des spécificités PAM modifiées pour élargir la gamme des sites génomiques modifiables
  • une base pour le développement de variantes cas9 haute fidélité qui réduisent les effets hors cible

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • developing ‘pam-less’ cas nucleases through directed evolution for unrestricted genome editing
  • création d'un outil de diagnostic qui ne s'active que lors de la détection d'une séquence PAM spécifique à un pathogène
  • conception d'un système de stockage de données ADN où la séquence PAM agit comme un en-tête de fichier ou un marqueur d'index
  • ingénierie des protéines cas qui reconnaissent l'ADN méthylé comme un PAM, permettant une édition spécifique de l'épigénome
  • creating a ‘pam-lock’ system where a therapeutic gene is only activated in cells containing a viral pam sequence
  • développement d'une bibliothèque de paires cas-pam orthogonales pour une régulation multigénique complexe dans des organismes synthétiques
  • using pam-binding domains as dna ‘stains’ for super-resolution microscopy of genomic regions
  • création d'un système où la reconnaissance PAM est activée par la lumière, offrant un contrôle spatiotemporel sur l'édition génétique
  • engineering a cas protein that leaves a permanent ‘scar’ at the pam site after binding, creating a molecular event recorder
  • concevoir un outil informatique pour prédire l'évolution des séquences virales PAM lorsqu'elles échappent à la pression CRISPR
Lié à : PAM, motif adjacent au protospacer, cas9, auto-reconnaissance, ciblage de l'ADN, édition génique, s. pyogenes, hors cible, biochimie, NGG.

Contexte historique

Motif adjacent au protoespaceur (PAM)

1990
1997
2000
2008
1990
1990
1997
2000

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

Les images en pleine résolution et les téléchargements sont uniquement disponibles, et 100% gratuits, pour les membres inscrits.