本研究首次對銅綠假單胞菌抗I-E型CRISPR/Cas系統蛋白AcrE1進行了結構解析，分析了AcrE1作用的機理，并且利用AcrE1蛋白將銅綠假單胞菌內源的I-E型CRISPR系統變成了基因組調控工具。
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CRISPR/Cas廣泛存在于細菌和古細菌中，是細胞保護自身而進化來一種保護系統。CRISPR由不連續的重復序列(repeat)、長度相似的間隔區序列(spacer)和前導序列(leader)所組成。外源DNA上與CRISPR序列的間隔區相匹配的序列被稱作原型間隔區(protospacer)。CRISPR序列的轉錄產物crRNA(CRISPR RNA)經剪切形成小RNA后與其上游保守基因編碼的Cas蛋白形成核酸蛋白復合體(CRISPR-associated complex forantiviral defence, Cascade)，識別并降解通過水平基因轉移進入宿主菌的外源DNA。
CRISPR/Cas分為三大類型，分為I、II以及III型，其中I型分為A-F六個亞型，本研究研究的對象為E亞型的抗CRISPR蛋白。目前已有超過20種抗CRISPR蛋白被報道，抗CRISPR蛋白的由來也是進化的結果，噬菌體侵染細菌，在有自身保護的系統存在的前提下不被細菌內源的CRISPR系統所攻擊直至破壞，而對應的保護機制則被稱為抗CRISPR系統，不同的抗CRISPR作用的方式以及靶點不同。本研究通過蛋白質晶體結構技術，分析出AcrE1作用的靶點是Cas3蛋白，下面簡單介紹下I-E型CRISPR系統。
I-E型CRISPR/Cas系統由CRISPR序列和Cas蛋白(Cas1-3和CasA-E)組成，Cas1和Cas2蛋白通過識別位于靶標DNA原型間隔區3′端PAM基序，進而將原型間隔區DNA片段整合到自身CRISPR的重復序列之間，形成新的間隔區。當再次遭受類似外源DNA入侵時，cas基因轉錄并翻譯成相關的Cas蛋白，其中包括Cas1-3和CasA-E(包括Cas1、Cas2、Cas7、Cas5e和Cas6e)。CRISPR轉錄為前體crRNA(pre-crRNA)經過核酸酶CasE(Cas6e)加工后形成成熟的crRNA。CasA-D形成Cascade復合體。與成熟crRNA繼續結合的CasE招募。在Cas3的介導下，Cascade與再次入侵的外源DNA上原型間隔區相結合并在PAM位點附近切割靶標DNA，從而導致靶標DNA降解（圖1）。通過分析I-E型CRISPR的作用方式不難看出，Cas3充當著對外源核酸切割的角色。于是抑制了Cas3的活性，I-E型CRISPR系統的Cascade也可以通過crRNA識別PAM結合到基因組相應的位置，如果結合到基因的啟動子部位則可以行使CRISPRi的功能。
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圖1 I-E型CRISPR系統的作用方式
結合晶體結構理性分析，通過生化手段得出AcrE1蛋白C端第91和92位堿基的作用至關重要。
本研究成功分析出銅綠假單胞菌抗I-E型CRISPR蛋白AcrE1作用靶點是Cas3蛋白，在體內AcrE1可以阻止Cas3蛋白被招募，從而該I-E型CRISPR系統在有AcrE1蛋白存在的情況下可充當CRISPRi技術的角色，結合在啟動子區的Cascade可被AcrE3蛋白(也是一種抗CRISPR蛋白)結合并移除（圖2）。
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