[出典] Live imaging of mRNA using RNA-stabilized fluorogenic proteins. Wu J, Zaccara S, Khuperkar D, Kim H, Tanenbaum ME, Jaffrey SR. Nat Methods. 2019 Sep;16(9):862-865. Online 2019-08-30.

背景
  • 発蛍光性RNAアプタマー (以下、RNAアプタマー)によって標的mRNAの動態を細胞内で追跡することが可能になった。mRNA内に組み込んだ発蛍光性RNAアプタマーは、単独では蛍光を発しない蛍光体に結合することで、蛍光を発生する (OuelletのレビューFigure 1引用下図左参照)。これまでspinach (ほうれん草)、コーン、マンゴーといったRNAアプタマーが開発され、いつしか'Aptamer Soup'という表現も使われ始めた (addgene blog引用下図右参照)。
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  • Cornell UniversityとオランダOncode Instituteの研究グループは、これまでRNAアプタマーに利用されてきた蛍光色素が、細胞内の脂質やDNAによって非選択的に活性化される問題や、なによりも、ゲノムに組み込むことが不可能で細胞外からの導入を必要とする問題を伴っているとし、より多彩な蛍光タンパク質 (以下、FP)を利用するRNAアプタマーを開発し、'Aptamer Soup'の味を広げるに至った。
デグロン技術とRNAアプタマー技術の融合
  • FPは恒常的に蛍光を発する。研究グループは、アルギニンに富むRNA結合ペプチド (Tatペプチド: 'SGPRRPRGTRGKGRRIRR') のC末端にRGを融合することで、デグロン配列'RRRG'も帯びた二機能性のペプチド‘tDeg’を設計・合成し、FPに融合する手法に至った。
  • FP-tDegはデグロン配列を介して細胞内プロテアソーム系により分解され ('消光')、このtDegのTatペプチドに、trans-activation response element (TAR)と呼ばれる28 ntの長さのRNAヘアピンが結合すると、tDegのデクロン配列が細胞内プロテアソーム系から遮蔽されひいてはFPが分解せずに安定して蛍光を発生する。
  • はじめに、HEK293細胞においてtDegを結合したEYFPが設計通り細胞内で分解し、また、プロテアソーム阻害によって安定化することを確認した。続いて、TARによるEYFP-tDeg系の中のEYFPが安定して蛍光を発することを確認し、また、TARの中でもVariant-2が最も強力に蛍光を誘導し (コントロールの36倍)、他のFP-tDegについても、コントロールでは蛍光が非検出であるがミニマルであるのに比して強力に蛍光を誘導することから、TAR Variant-2を多色の植物の名称を借りてPepper RNAと命名した (* mNeonGreen, mCherry, NanoLuc, tetracycline repressor protein (TetR), EZH2ならびにNF-κB)。
MS2-MCP系との比較など
  • これまでmRNAsの可視化は主として、を3'-UTRsに24-48重のMS2 RNAヘアピンを挿入し、細胞内に導入したMCP-FPが多重MS2に結合することを利用して、実現されてきた。この際に、細胞質内から非結合GFP (バックグラウンド)を除去するためにMCP-GFPに核移行シグナル (NLS)配列を融合する必要がある。FP-tDegとPeppe RNAの系では、Pepper RNAが存在しない状態でFPが高効率で分解されることから、NLSを介したバックグラウンド抑制を必要とせず、NLSが標的mRNAの動態に影響するリスクを回避することができる。
  • U20S細胞株におけるER指向性のmRNAやβ-actin mRNAをモデルとする実証実験において、Pepper RNAの3'-UTRへの挿入がmRNAsの安定性、翻訳および局在にほとんど影響を及ぼさないことも確認した。

[出典] Does the U.S. public support using gene drives in agriculture? And what do they want to know? Jones MS [..] Brown ZS. Sci Adv. 2019-09-11

 North Carolina State University大学を中心とする研究グループが、一般市民1,018人に、遺伝子ドライブのリスクと効用および実験2例の情報を提供した上で、表題をテーマとするオンライン・サーベイを行なった。
  • 限定可能な (controls for spread) 遺伝子ドライブまたは非在来種 (non-native)を対象とする遺伝子ドライブには賛同者が多い (原論文Fig.1引用下図参照)Gene drive
  • non-GMOのラベルを意識する層は、遺伝子ドライブの農業利用に反対する傾向があるが、限定的遺伝子ドライブについては賛同者の方が多い。
  • 62%が米国大学と農務省における遺伝子ドライブ研究を信頼するとしたが、民間企業と国防省の研究に対する信頼は低い。
  • 米国市民は遺伝子ドライブについて、遺伝子ドライブが健康と環境にあたえる影響に最も関心をもっている。

[出典] A biodegradable nanocapsule delivers a Cas9 ribonucleoprotein complex for in vivo genome editing. Chen G, Abdeen AA, Wang Y, Shahi PK, Robertson S, Xie R, Suzuki M, Pattnaik BR, Saha K, Gong S. Nat Nanotechnol.2019-09-09.
  • University of Wisconsin-Madisonの研究グループは今回、Cas9-sgRNA RNPをグルタチオン分解性架橋剤を介して機能性ポリマーで被覆するナノカプセル (NCs)を開発した。
  • NCsはin situ重合反応で簡便に形成可能であり、凍結乾燥可能なため簡単に貯蔵・輸送できる。
  • NCsのサイズは流体力学的径で25 nmと小型であり、通常、RNP1個を内包し、表面を特定の器官や細胞を指向するペプチドで修飾できる。
  • In vitroで細胞障害性を示すことなくRNPによる効率的なゲノム編集を実現し、また、マウスの網膜色素上皮組織および骨格筋おいても、局所的送達を介して、RNPによるin vivoゲノム編集を実現した。
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