【研究成果】クリスパーキャスによる正确で安全なゲノム编集を细胞周期の利用によって実现

闭じる

広島大学大学院医系科学研究科松本大亮助教、野村渉教授、東京医科歯科大学生体材料工学研究所玉村啓和教授の研究グループは、細胞周期を利用した正確で安全なCRISPR-Cas9^(※5)によるゲノム编集を実現する技術を開発しました。

細胞周期に依存して発現量が増減するタンパク質をゲノム编集に利用することで、自律的に遺伝子の切断が制御され、CRISPR-Cas9酵素単独でゲノム编集を行う場合と比較して正確な配列編集の効率向上と、類似配列での誤った編集の低減が同時に行える技術になります(図)。

CRISPR-Cas9活性が自律的に制御できるため、細胞への毒性やin vivoでの動物実験などへの適用の難しさが懸念される化合物や光刺激を利用したタンパク質機能の制御方法と比較してより幅広い応用が期待できます。

本研究成果は、「Communications Biology」オンライン版に掲載されました。

(図) 今回構築した細胞周期によってCRISPR-Casの活性を制御する仕組み

(※1) ゲノム编集
細胞核内にある染色体ゲノム上に存在する遺伝子配列のうち、標的とする配列に対してヌクレアーゼ(DNA切断酵素)を作用させることで切断された遺伝子が改変されることを指す。CRISPR-Casなどがゲノム编集を行うためのツールとなる。

(※2) オフターゲット作用
ターゲット(标的)とは异なる部位に作用することを指す。遗伝子を対象とする场合は、标的とする遗伝子と似た配列に作用する现象のことを指す。

(※3) 相同组换え
ゲノムDNA上での二本鎖切断の修復で起こる経路の1つであり、非相同组换え経路が切断を接続するだけなのに対して、修復対象の配列に相同なDNA(一部だけ変換したい配列になっている)を鋳型としておくことで外来配列が染色体に組み込まれる。

(※4) 細胞周期
细胞が二つの娘细胞を生み出す过程で起こる一连の现象。ゲノム顿狈础の复製と分配、それに引き続く细胞质分裂がある。细胞周期には4つの决まった顺番の期が存在する?これらを骋1期，厂期，骋2期，惭期と呼ぶ?

(※5) CRISPR-Cas9
クリスパーキャスと呼ぶ。元々は原核生物における獲得免疫の一つであり、外来遺伝子を切断する機能を持つ。これを応用することで真核生物の遺伝子を切断し、ゲノム编集を行うシステムができた。

掲載誌: Communications Biology
論文タイトル: A cell cycle-dependent CRISPR-Cas9 activation system based on an anti-CRISPR protein shows improved genome editing accuracy
著者名: 松本大亮^1,2,3、玉村啓和¹、野村渉³
1．東京医科歯科大学生体材料工学研究所
2．スクリプス研究所
3．広島大学大学院医系科学研究科創薬標的分子科学研究室
DOI: 10.1038/s42003-020-01340-2

この研究成果は科研费、狈贰顿翱“スマートセルプロジェクト”などの支援を受けて研究を行い、得られたものです。