CAST-seq:ゲノム編集を加えたヒト幹細胞における染色体再編成の定量化 : crisp

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[出典] "Quantitative evaluation of chromosomal rearrangements in gene-edited human stem cells by CAST-Seq" Turchiano G [..] Cathomen T. Cell Stem Cell 2021-02-23. https://doi.org/10.1016/j.stem.2021.02.002
[注] CAST-seq (chromosomal aberrations analysis by single targeted linker-mediated PCR sequencing)
　University of Freiburgを主とする研究グループの成果。

ゲノム編集の臨床応用への期待が高まっているが、一方で、ゲノム編集に利用するプログラム可能なヌクレアーゼ (以下、デザイナー・ヌクレアーゼ)が、目的以外のゲノム改変に伴う遺伝毒性 (genotoxicity)のリスクを帯びていることが明らかになってきた。
研究グループは今回、ヒト造血幹細胞 (human hematopoietic stem cells, HSCs)において、CRISPR-CasヌクレアーゼまたはTALENsによってオンターゲットとオフターゲットの双方で誘導される可能性がある染色体異常を同定し定量する前臨床試験でのアッセイ法として、"single targeted linker-mediated PCR sequencing"をベースとするCAST-seq発表した [染色体異常のパターンとCAST-seqライブラリの調整などについてFigure 1. Experimental overview参照 https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S1934590921000527-gr1_lrg.jpg]。
CAST-seqによって、デザイナー・ヌクレアーゼで遺伝子編集したCD34陽性HSCsの0%-0.5%に転座が発生し、オンターゲットの遺伝子座の最大20%に、大規模な欠失などの大規模染色体再編成 (gross rearrangement)が発生することを同定した。
さらに、CAST-seqによって、オフターゲット編集ではなく相同組換えを介した転座 (homology-mediated translocations, HMTs)といった染色体異常を検出した。

　CAST-seqは、オフターゲット・サイトでよく見られるindels変異に加えて、意図していなかった染色体再編成を同定・定量可能とする高感度なアッセイ法であり、ゲノム編集療法を臨床へ展開するに必須である徹底した事前リスク評価に有用である。