1. 機械学習により新たな抗-CRISPR (Acr)タンパク質を推定
  • 既知のAcrタンパク質の(アミノ酸)配列は極めて多様であり、in silico同定に利用可能なAcr配列の特徴が見えてこなかった。DoudnaグループとPakistan Institute of Engineering and Applied Sciencesの研究グループは今回、機械学習の勾配ブースト法の一種であるXGBoostにより、タンパク質配列だけからAcrらしさを判定可能とするAcRankerを開発した。機械学習にはAnti-CRISPRdb の432 Acrsのデータを利用した。
  • AcRankerが既知のAcrsを明確に同定することを確認した後に、自己ゲノムを標的とするCRISPRアレイを帯びたバクテリア内の推定プロファージ領域から、Acrタンパク質候補を10種類見出し、AcrllA20 (ML1)とAcrIIA21 (ML8)のAcr機能を同定した (Figure 1引用下図1行目と5行目参照)。
Acr
  • AcrllA20は、Streptococcus iniae Cas9 (SinCas9)を強力に阻害し、SpyCas9をある程度阻害した。AcrIIA21はSpyCas9, SauCas9およびSinCas9を、ある程度阻害した。
  • AcRanker Webサイト: http://acranker.pythonanywhere.com/
[出典] "Machine learning predicts new anti-CRISPR proteins" Eitzinger S, Asif A, Watters KE [..] Doudna JA, Minhas FUAA. Nucleic Acids Res 2020-04-14

2. 強力な抗-CRISPRタンパク質 (Acrs)をコンピュータ設計
 ハイデルベルグ大学とSwiss Institute of Bioinformaticsを主とする研究グループが今回、広汎なCasタンパク質を阻害するAcrIIC1の他の標的Casタンパク質に対する阻害性を高める変異導入を、構造情報に基づいて、実現した (bioRxiv投稿準拠crisp_bio記事 2019/06/28 #1参照)
  • AcrIIC1の表面の特定の部位にmCherryドメインを挿入することで、NmeCaso阻害活性を高めた。
  • Cas9との結合界面を改変することで、SauCas9に対する阻害活性を高め、AcrIIC1Xと命名した。
  • AcrIIC1Xの発現をmicroRNA-22で制御することで、肝細胞に特異的なSauCas9オンスイッチを開発した。
[出典] "Computational design of anti-CRISPR proteins with improved inhibition potency" Mathony J [..] Correia BE, Niopek D. Nat Chem Bio 2020-04-13. https://doi.org/10.1038/s41589-020-0518-9