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広島大ら「CRISPR/Cas9」ゲノム編集の不確実性を改善する新技術を開発

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広島大学大学院理学研究科 山本卓教授および佐久間哲史講師らは、東京医科歯科大学 田中光一教授および相田知海准教授と共同で、ゲノム編集における不確実性を改善し、効率を上昇させる新技術(LoADシステム)を開発したと発表した。

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CRISPR/Cas9による手法を「改良」

現在のゲノム編集の主流である「CRISPR/Cas9」酵素を使った手法は、この酵素をガイドRNAにより標的とした塩基配列まで導きDNAを切断し、生物が元から持つその修復機構である非相同末端結合(NHEJ)や相同組換え修復 (HDR) の発動を利用して遺伝子を改変するものだが、標的部位ではない場所を改変するリスクも大きく、課題とされてきた。

山本教授らの研究チームはこの課題に対応するため、「CRISPR/Cas9」酵素によるDNA切断後、マイクロホモロジー媒介末端結合(MMEJ)※と呼ばれる別の修復機構を利用し、さらに切断時にその部位へ特定的に発現するRB結合タンパク質である「CtIP」を、MMEJ発動の増幅因子として利用する手法を開発した。標的とする配列へ導くガイドRNA(sgRNA)のステムループにMS2配列を加え、一方CtIPとMS2コートタンパク質を融合させることにより誘導性を高め、より高効率に標的とする配列に遺伝子を挿入させることが可能になった。研究では、従来手法と比べ成功率が約2倍になっているという。研究チームではこの新手法を「LoADシステム」と名付けた。またこのLoADシステムは、従来手法では不可能であった複数箇所への遺伝子の同時挿入が可能になっているという。研究では3箇所への挿入に成功している。

研究チームでは、LoADシステムはさまざまなゲノム編集細胞の作製効率を大きく向上させることから、遺伝性疾患のモデリングや、自家移植によるゲノム編集治療のための疾患変異の修復などに役立つことが期待されるとしている。なおこの成果は英国Nature Publishing Group の科学雑誌『Nature Communications』に掲載された。

 

※ マイクロホモロジー媒介末端結合(MMEJ)
Microhomology-mediated end joining (MMEJ)。真核生物が持つDNA修復機構の一つ。二本鎖切断の際に生じた切断両末端間で、相補的な配列(五~二十五塩基対)同士で結合し、修復される機構。

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