Supplementary Figure 8 -- 2nd structure diagram of CRISPR RNA-DNA hybrid (4oo8)

[xiangjun]

Figure S8: The linear (arc) secondary structure diagram of the RNA-DNA hybrid structure in the CRISPR Cas9-sgRNA-DNA ternary complex (PDB id: 4oo8), annotated with DSSR-derived dot-bracket notation and key structural elements. The target DNA base se- quence is colored red, and the chain switch from sgRNA to DNA is marked by the dotted vertical line. DSSR detects no junction loops in this hybrid structure because of the chain break.

Starting from "4oo8.pdb" downloaded from RCSB PDB, here is the script to get the secondary structure files to be rendered using VARNA.

Code: [Select]

pdb_frag B 1:97 C 1:20 4oo8.pdb 4oo8-BC.pdb
x3dna-dssr -i=4oo8-BC.pdb -o=4oo8-BC.out --prefix=4oo8-BC

The DSSR-derived 4oo8-BC-2ndstrs.ct file retains residue numbers as in the original PDB file. Here the RNA chain is numbered from 1 to 97, whilst the DNA chain is numbered from 1 to 20. The .ct file, as shown below, is used for rendering with VARNA.

Code: [Select]

  117 ENERGY = 0.0 [4oo8-BC] -- secondary structure derived by DSSR
    1 G     0     1   117     1
    2 G     1     2   116     2
    3 A     2     3   115     3
    4 A     3     4   114     4
    5 A     4     5   113     5
    6 U     5     6   112     6
    7 U     6     7   111     7
    8 A     7     8   110     8
    9 G     8     9   109     9
   10 G     9    10   108    10
   11 U    10    11   107    11
   12 G    11    12   106    12
   13 C    12    13   105    13
   14 G    13    14   104    14
   15 C    14    15   103    15
   16 U    15    16   102    16
   17 U    16    17   101    17
   18 G    17    18   100    18
   19 G    18    19    99    19
   20 C    19    20    98    20
   21 G    20    21    50    21
   22 U    21    22    49    22
   23 U    22    23    48    23
   24 U    23    24    47    24
   25 U    24    25    46    25
   26 A    25    26    45    26
   27 G    26    27     0    27
   28 A    27    28     0    28
   29 G    28    29    40    29
   30 C    29    30    39    30
   31 U    30    31    38    31
   32 A    31    32    37    32
   33 G    32    33     0    33
   34 A    33    34     0    34
   35 A    34    35     0    35
   36 A    35    36     0    36
   37 U    36    37    32    37
   38 A    37    38    31    38
   39 G    38    39    30    39
   40 C    39    40    29    40
   41 A    40    41     0    41
   42 A    41    42     0    42
   43 G    42    43     0    43
   44 U    43    44     0    44
   45 U    44    45    26    45
   46 A    45    46    25    46
   47 A    46    47    24    47
   48 A    47    48    23    48
   49 A    48    49    22    49
   50 U    49    50    21    50
   51 A    50    51     0    51
   52 A    51    52     0    52
   53 G    52    53    61    53
   54 G    53    54    60    54
   55 C    54    55    58    55
   56 U    55    56     0    56
   57 A    56    57     0    57
   58 G    57    58    55    58
   59 U    58    59     0    59
   60 C    59    60    54    60
   61 C    60    61    53    61
   62 G    61    62     0    62
   63 U    62    63     0    63
   64 U    63    64     0    64
   65 A    64    65     0    65
   66 U    65    66     0    66
   67 C    66    67     0    67
   68 A    67    68     0    68
   69 A    68    69    80    69
   70 C    69    70    79    70
   71 U    70    71    78    71
   72 U    71    72    77    72
   73 G    72    73     0    73
   74 A    73    74     0    74
   75 A    74    75     0    75
   76 A    75    76     0    76
   77 A    76    77    72    77
   78 A    77    78    71    78
   79 G    78    79    70    79
   80 U    79    80    69    80
   81 G    80    81     0    81
   82 G    81    82    96    82
   83 C    82    83    95    83
   84 A    83    84    94    84
   85 C    84    85    93    85
   86 C    85    86    92    86
   87 G    86    87    91    87
   88 A    87    88     0    88
   89 G    88    89     0    89
   90 U    89    90     0    90
   91 C    90    91    87    91
   92 G    91    92    86    92
   93 G    92    93    85    93
   94 U    93    94    84    94
   95 G    94    95    83    95
   96 C    95    96    82    96
   97 U    96    97     0    97
   98 G     0    98    20     1
   99 C    98    99    19     2
  100 C    99   100    18     3
  101 A   100   101    17     4
  102 A   101   102    16     5
  103 G   102   103    15     6
  104 C   103   104    14     7
  105 G   104   105    13     8
  106 C   105   106    12     9
  107 A   106   107    11    10
  108 C   107   108    10    11
  109 C   108   109     9    12
  110 T   109   110     8    13
  111 A   110   111     7    14
  112 A   111   112     6    15
  113 T   112   113     5    16
  114 T   113   114     4    17
  115 T   114   115     3    18
  116 C   115   116     2    19
  117 C   116     0     1    20Note:

• Among the two copies of the tertiary complex, the RNA chain B and DNA chain C are extracted to file 4oo8-BC.pdb for analysis.
• Among the three files (4oo8-BC-2ndstrs.bpseq, 4oo8-BC-2ndstrs.ct and 4oo8-BC-2ndstrs.dbn) for secondary structure representations, the .ct format is more informative.
• There are many options for rendering a secondary structure in VARNA. Here the linear form is used, with a number-period of three, and simple 'line' base-pair style etc.
• The VARNA-exported .svg file is then read into InkSkype for further revisions and annotation, including alignment of the dot-bracket notation with the base sequence, and labeling the six stems and the CUAG diloop etc.
• For completeness, here is the tarball file containing all the data files and the script ("tasks"): supp-fig8-crispr-4oo8.tar.gz