1. Cpf1による哺乳類ゲノムの編集効率向上を、gRNAへのtRNA前駆体挿入によって実現
  • ”Engineering CRISPR/Cpf1 with tRNA promotes genome editing capability in mammalian systems” Wu H, Liu Q, Shi H, [...] Wang K, Li X, Lai L. Cell Mol Life Sci. 10 April 2018.
  • Cpf1はCas9に無い特徴を有しCRISPR-Casゲノム編集のツールボックスを拡充した。最近、Cpf1によるマウス変異体作出が3研究グループから報告されたが、編集効率はSpCas9よりも低かった。
  • 広州医科大学を中心とする研究グループは今回、Acidaminococcus sp. Cpf1 (AsCpf1)に新設計のgRNAを組合わせることで、Cpf1の編集効率向上を実現した。具体的には、gRNAの下流にtRNA前駆体 (pre-tRNA)挿入することでgRNAを3'→5'エンドヌクレアーゼから保護した最適化gRNA転写システム (gRNAtRNA)を設計・構築した。
  • このシステムによって、ヒト細胞株、ブタ胎児線維芽細胞、ウサギ胚およびブタ単為生殖胚において、オリジナルのCRISPR-Cpf1よりもはるかに高い効率*のゲノム編集を実現した(*最適pre-tRNA同定の予備実験ではCpf1-gRNAの効率26.57%に対した最大59.37%; コントロールとしたCRISPR/Cas9は60%)。
  • また、Cpf1 mRNAとgRNAtRNAを胚へマイクロインジェクションし同調移植することでウェルナー症候群モデルウサギのWRN遺伝子ノックアウトを、Cpf1-gRNAtRNAによる繊維芽細胞変異と体細胞核移植 (SCNT)にてジストロフィン (DMD)遺伝子ノックアウトブタおよびPLNR14del点変異ブタを、Cas9-sgRNAに匹敵する効率で作出した。
2.ゲノムワイドCRISPR/Cas9ノックアウト・スクリーンによって、インフルエンザウイルス必須宿主因子を同定
  • ”Genome-wide CRISPR/Cas9 Screen Identifies Host Factors Essential for Influenza Virus Replication” Han J, [...] Manicassamy B. Cell Rep April. 10, 2018.
  • インフルエンザA型ウイルス (IAV)に替えて宿主因子を標的とする感染防止を目指して、ヒト肺上皮細胞株 (A549)にヒトから分離したトリH5N1株を5回致死感染し、IAVの宿主細胞への侵入 (entry)・複製に必須な宿主因子を同定:シアル酸トランスポーターSLC35A1が侵入 (ウイルス受容体発現)に必須;転写抑制因子CIC (capicua transcriptional repressor)が、細胞内在免疫応答を負に制御することから、CICのノックアウトによってウイルス抵抗性が亢進 (ウイルス増殖抑制)
3.Corynebacterium glutamicumにおいてCRISPRiによりカルボキシルエステラーゼ新奇遺伝子の活性を迅速同定
  • ”Rapid identification of unknown carboxyl esterase activity in Corynebacterium glutamicum using RNA-guided CRISPR interference” Lee SS, [...] Woo HM. Enzyme Microb Technol. Available online 9 April 2018.
  • CRISPRiによる発現抑制が、カルボキシルエステラーゼの基質である酢酸メチルの分解性に与える影響を判定することにより、カルボキシルエステラーゼ (MekB)タンパク質配列とのアライメントから選択した2遺伝子の酵素活性を同定
4.Acinetobacter菌においてクオラムセンシング関連遺伝子同定のためのsgRNA設計支援ツール比較
  • In Silico Sgrna Tool Designfor Crispr Control Of Quorum Sensing In Acinetobacter Species” Karlapudi AP et al. Genes & Diseases. Available online 11 April 2018.
  • 近年Acinetobacter baumannii感染症がP. aeruginosa感染症に迫る勢いで拡大;ほとんどのアシネトバクターは、毒性と薬剤耐性をもたらすバイオフィルムをクオラムセンシングを介した遺伝子発現調節によって形成
  • バイオフィルム形成とクオラムセンシングの調節に関係する遺伝子のノックアウト実験をするために、gRNAの設計支援Webツールをオートインデューサ・シンターゼAbaI遺伝子を標的として比較:CHOPCHOPCRISPdirectE-CRISPCCTopOFF-SPOTTERCRISPR-ERA
  • [参考]クオラムセンシング関連crisp_bio記事:CRISPR関連文献メモ_2016/11/21- 2.[論文] クオラムセンシングに依存するCRISPR/Casシステム活性化機構から新たな感染症対策へ;CRISPR関連文献メモ_2016/12/22 - 5. [プレビュー] CRISPR/Cas免疫はクオラムを感知して応答する
5.[レビュー]CRISPR-Cas9システムによるハイスループット・スクリーン
  • ”High-throughput genetic screens using CRISPR–Cas9 system” Kweon J, Kim Y. Arch Pharm Res.10 April 2018.
  • 多様な遺伝子発現調節;プール型ライブラリーによるスクリーニングのワークフローとその応用(ノックアウトスクリーン;転写調節スクリーン;BE(base editing)スクリーン;ノンコーディングDNAスクリーン)
6.[OUTLOOK]抗菌剤のブレークスルー:"Pushing the self-destruct button"
  • ”Four stories of antibacterial breakthroughs” Gilbert N. Nature. 2018 March 8.
  • 耐性の蔓延によって有効な抗生物質が枯渇しつつあり、WHOによると現在臨床試験中の抗生物質51種類のうち新たな機序に基づく抗生物質は17種類にとどまる。加えて、製薬会社は長期間処方され利益幅が大きい薬剤の開発へと向かい、また、微生物の複雑な生物学の基礎研究が不十分である。こうした認識のもと、新たな抗生物質探索に拍車が掛かっている。Nature OUTLOOK (2018年3月7日)は、有望な薬剤候補と発見を取り上げたが、その中で、バクテリアの獲得免疫機構CRISPR-Casシステムをバクテリア自身に仕向けるアプローチが"Pushing the self-destruct button"と題するセクションで取り上げられた。
  • North Carolina State UniversityのRodolphe Barrangouが共同設立したLocus Biosciencesは、バクテリアゲノムに見られる配列にマッチするDNAで'武装'したファージをバクテリアに感染させ、ウイルスDNAから転写されたRNAがCRISPRシステムをバクテリア・ゲノムに向かわせる戦略を追求している。エンドヌクレアーゼとしては、Cas9ではなく、DNA切断時にDNAをランダムに分解するCas3を利用して、DNA切断の修復が起こらないようにする。
  • MITのTimothy Luとロックフェラー大学のLuciano A. Marraffiniは、CRISPR-Cas9システムに基づいてバクテリアを攻撃する手法を開発してきている。
  • "Sequence-specific antimicrobials using efficiently delivered RNA-guided nucleases" Citorik RJ, Mimee M, Lu TK. Nat Biotechnol. 2014 Nov;32(11):1141-5. Published online 2014 Sep 21.
  • "Exploiting CRISPR-Cas nucleases to produce sequence-specific antimicrobials" Bikard D, [...] Marraffini LA. Nat Biotechnol. 2014 Nov;32(11):1146-50. Published online 2014 Oct 6.
  • [参考] 抗生物質関連crisp_bio記事検索:site:http://crisp-bio.blog.jp/ をURL欄にコピー&ペースト
7.抗菌剤耐性に対して微生物叢移植そしてまたはCRISPR-Casで戦う
  • ”Microbiota transplantation and/or CRISPR-Cas in the battle against antimicrobial resistance” Vila J. Clin Microbiol Infect. 2018 Apr 10. [crisp_bioの環境からのアクセスは書誌情報限定]
8.[ミニレビュー]CRISPR技術による嚢胞性繊維症 (CF)療法の革新
  • ”Innovative therapeutic strategies for cystic fibrosis: moving forward to CRISPR technique” Marangi M, Pistritto G. Front Pharmacol. Accepted 05 Apr 2018
  • CFの病因であるCFTR遺伝子の変異を標的とするゲノム編集の観点から
9.[News & Views]腫瘍抑制因子の協働性を評価する
  • "Evaluating tumor-suppressor gene combinations" Kim J, Minna JD. Nat Genet. 09 April 2018.
  • KrasG12Dを帯びた遺伝子改変マウスモデルにおいて、Trp53またはStk11 (Lkb1)の欠損と腫瘍抑制因子11種類の欠損の組合せが癌化に与える影響をTub-seqと腫瘍バーコーディングを組合せて解析したRogersらの論文 (Nature Genetics, 2018*)を解説

  • (*) "Mapping the in vivo fitness landscape of lung adenocarcinoma tumor suppression in mice" Rogers ZN, [...] Petrov DA, Winslow MM. Nat Genet. 2018 Apr 2.;[crisp_bio記事] 2018/04/08 Tuba-seqとCRISPR-Cas9多重遺伝子編集により、腫瘍抑制因子変異の組合せが癌化に与える影響を定量化