[出典] REVIEW "Prime editing for precise and highly versatile genome manipulation" Chen PJ, Liu DR. Nat Rev Genet 2022-11-07. https://doi.org/10.1038/s41576-022-00541-1 [著者所属] Merkin Institute of Transformative Technologies in Healthcare (Broad Institute of Harvard and MIT), Harvard U；本文 15頁 / 参考文献 148件 (注: ジャーナルの上限 150件; 著者は「レビューを投稿後刊行されるまでの間にPE関連論文が4篇 [＊] 発表された」とツイートしている)
哺乳類細胞におけるゲノム編集を実現するCRISPR-Cas技術の中で、プライムエディター (PE)は、汎用性、特異性、および精密性の全てを満たす特徴を備えている。
PEは、生きている細胞内で、二本鎖DNAの切断 (DSB) を介さずに、あらゆる塩基置換 (トランスバージョンもトランジッションも)、小さな挿入、小さな欠失を実現する。
このPEは、ポリメラーゼと融合させたプログラム可能なニッカーゼと、標的部位を特定し目的のゲノム編集をテンプレート化する拡張ガイドRNA (pegRNA) が最低限必要である [右図挿入図参照]。本総説では、プログラムされたゲノム改変を可能とするPE戦略を要約し、その限界と、ボトルネックのいくつかを回避する最近の開発に焦点を当て、応用と将来の方向性について考察する。
このPEは、ポリメラーゼと融合させたプログラム可能なニッカーゼと、標的部位を特定し目的のゲノム編集をテンプレート化する拡張ガイドRNA (pegRNA) が最低限必要である [右図挿入図参照]。本総説では、プログラムされたゲノム改変を可能とするPE戦略を要約し、その限界と、ボトルネックのいくつかを回避する最近の開発に焦点を当て、応用と将来の方向性について考察する。[構成]
はじめに
図1：哺乳類細胞における精密ゲノム編集
図2: オリジナルのPEシステム
PEの開発と機能
PEの起源
表1：PEとpegRNAの構造
PEの性能と利点
PEの限界と改善点
PEエフェクタータンパク質の性能向上
図3：プライム編集システムの進歩
pegRNAの改良
PEの副産物とDNA修復の改善
クロマチン・アクセシビリティ
PEのバリアント
pegRNAの設計と効率の予測
新たなPEバリアント
ペアpegRNAを用いたプライム編集
図4：プライムエディティングバリアント
大規模な配列の削除と挿入
インテグラーゼとの組み合わせによる大規模 (遺伝子サイズ)操作
DSBを誘導するヌクレアーゼとの組み合わせ
PEコンポーネントのデリバリー
DNAトランスフェクション、ウイルスを介した導入
mRNAとしての導入
RNPとしての導入
プライム・エディティングの応用
疾病の研究・治療
動物モデルの作製
遺伝子変異の機能スクリーン
内在性遺伝子の標識
分子レコーディングと細胞系譜の追跡
農業におけるプライムエディティング
結論と将来の展望
[＊]
- [20221108更新] Coselection法をベースとする3回連続セレクションを介してPEによる編集効率を向上. https://crisp-bio.blog.jp/archives/27883187.html；"Marker-free coselection for successive rounds of prime editing in human cells" Levesque S [..] Doyon Y. Nat Commun 2022-10-07. https://doi.org/10.1038/s41467-022-33669-z
- 2022-11-08 PEにおけるRTTの最適化を経て、DMA遺伝子ののc.8713C>T変異の修正を実現. https://crisp-bio.blog.jp/archives/30732173.html；"Prime editing optimized RTT permits the correction of the c.8713C>T mutation in DMD gene" Mbakam CH [..] Tremblay JP. Mol Ther Nucleic Acids 2022-10-02. https://doi.org/10.1016/j.omtn.2022.09.022
- 2022-11-07 p53の一過性阻害により、hPSCにおけるプライム編集 (PE)とシトシン塩基編集 (CBE)の効率が向上する. https://crisp-bio.blog.jp/archives/30682263.html； "Transient inhibition of p53 enhances prime editing and cytosine base-editing efficiencies in human pluripotent stem cells" Li M [..] Studer L, Zhou T. Nat Commun 2022-10-27. https://doi.org/10.1038/s41467-022-34045-7
- 2022-10-07 プライムエディター (PE2)はnSpCas9とMMLV-RTにスプリットしても機能することを明らかにし、その特徴を活かしたSplit-PE2を開発. https://crisp-bio.blog.jp/archives/30414968.html；"Engineered CRISPR prime editors with compact, untethered reverse transcriptases" Grünewald J, Miller BR, Szalay RN [..] Joung JK. Nat Biotechnol 2022-09-26. https://doi.org/10.1038/s41587-022-01473-1
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