1.タンパク質を発光性ペプチドHiBiTCRISPR標識し、細胞内動態を追跡

  • [出典] CRISPR-Mediated Tagging of Endogenous Proteins with a Luminescent Peptide. Schwinn MK, Machleidt T, Zimmerman K, Eggers CT, Dixon AS, Hurst R, Hall MP, Encell LP, Binkowski BF, Wood KV. ACS Chem Biol. 2017 Sep 11.
  • 細胞内情報伝達の解析は主として組換えレポーター遺伝子の過剰発現を利用して行われてきたが、CRISPR/Cas9技術によって、レポーターを内在標的遺伝子に直接融合し低侵襲性解析が可能になった。このレポーターには、小型で細胞内過程に擾乱を与えず、標的遺伝子に容易に付加し、発現量が少ないタンパク質の検出も可能な感度、といった特性が求められる。今回、CRISPR/Cas9によってHiBiT1.3 KDaペプチド)が内在タンパク質のレポータータグとして有用であることを示した。
  • HiBiTにより、クローン選別をすることなく、低酸素誘導転写因子HIF1αとその下流の標的遺伝子の外部刺激に応じた量の変化を追跡することが可能になった。さらに、HiBiT標識に蛍光抗体を組合せることで、HIF1αのレベルと、HIF1の分解を仲介するヒドロキシプロリン修飾を直接関連づけることが可能になった。

2.Cas9の二本鎖切断活性を可変制御

  • [出典] “Rheostatic Control of Cas9-Mediated DNA Double Strand Break (DSB) Generation and Genome Editing.” Rose JC, Stephany JJ, Wei CT, Fowler DM, Maly DJ. ACS Chem Biol. 2017 Sep 15.
  • Cas9dsDNA切断(DSB)活性を低分子化合物で誘導するciCas9DSBを定量化するDSB-ddPCRを開発した(2017/07/26ブログ記事参照)研究チームは今回、低分子化合物の供与量に応じてDSB活性レベルを調節可能なciCas9を開発し、DSBのレベルとゲノム編集効率の相関を解析した。

3.Cpf1による高等植物遺伝子の精密編集

  • [出典] “Precise insertion and guided editing of higher plant genomes using Cpf1 CRISPR nucleases.” Begemann MB, Gray BN, January E, Gordon GC, He Y, Liu H, Wu X, Brutnell TP, Mockler TC, Oufattole M. Sci Rep. 2017 Sep 14;7(1):11606.bioRxiv Posted February 20, 2017.
  • イネゲノムに対して、Francisella novicida由来FnCpf1Lachnospiraceae bacterium ND2006由来LbCpf1の双方ともに、相同組換え修復(HDR)を介したノックインと、非相同端末結合(NHEJ)修復によるindels変異導入を実現した(挿入テーブル参照)。FnCpf1のノックイン効率8%は、LbCpf1よりも高く、既報告のSpCas9の効率の2〜4倍に相当した。
    Cpf1 rice

4.[プロトコル] 六倍体パンコムギの標的変異導入法:TALENとCRISPR/Cas9


5.性比の偏り導入による媒介昆虫駆除へ:CRISPRによる効果的な破砕を実現するX染色体上の標的を特定するパイプライン”redkmer”開発

  • [出典] “Redkmer: An assembly-free pipeline for the identification of abundant and specific X-chromosome target sequences for X-shredding by CRISPR endonucleases.” Papathanos PA, Windbichler N. bioRxiv. Posted September 15, 2017. > CRISPR J 2018-02-01
  • [参照論文] “A synthetic sex ratio distortion system for the control of the human malaria mosquito.” Galizi R, Doyle LA, Menichelli M, Bernardini F, Deredec A, Burt A, Stoddard BL, Windbichler N, Crisanti A. Nat Commun. 2014 Jun 10;5:3977.  
  • 著者らは先行研究で、マラリア原虫を媒介するガンビエハマダラカ(Anopheles gambiae)について、減数分裂時にX染色体を破砕し(X-shredding)、メスに対してオスが相対的に多い性の偏り(sex ratio distortion)を作り出し、それによって、ガンビエハマダラカを絶滅へと誘導する手法を開発していた(参照論文)。今回、極めて多数の反復配列が散在するX染色体にユニークな配列を同定し、X-shreddingに最適なsgRNAs設計を支援するデータ・パイプラインredkmer(repeat extraction and detection based on k-mers)を開発した。
    Redkmer

6.[VIEWPOINT] CRISPR/Cas9システムの標的特異性

  • [出典] “Targeting Specificity of the CRISPR/Cas9 System.” Ipek Tasan (Carl R. Woese Institute for Genomic Biology) and Huimin Zhao (University of Illinois at UrbanaChampaign, Urbana). ACS Synth Biol., 2017, 6 (9), pp 1609–1613.
  • CRISPR特異性の向上法;さらなる分子機構解明の必要性;特異性が最も高いコンセンサス・プロトコルの設定の利便性;オフターゲット編集の検出・判定法の比較評価;オフターゲット・データの測定法標準化と集積の必要性;ドナーDNAを利用したHDRを介した遺伝子修復のリスク;将来展望