[出典] "G-quadruplex-based CRISPR photoswitch for spatiotemporal control of genomic modulation" Deng H, Xu H, Wang Y [..] Chen H. Nucleic Acids Res 2023-03-13. https://doi.org/10.1093/nar/gkad178 [著者所属] Xiamen U.
CRISPR技術を利用した遺伝子の制御や編集の試みが急速に展開し、その今後に大きな期待が寄せられている。しかし、まだまだCRISPR技術における制御不能な反応過程や、オフターゲット編集につながる過剰な活性を克服する必要があり、それには編集を正確に制御することが不可欠である。
この問題を克服するため、著者らは、ジカチオン性アゾベンゼン誘導体（dicationic azobenzene derivatives: AZD<++>）を利用することで、遺伝子の編集と発現を精密に制御可能とするガイドRNA "G4 gRNA（GqRNA）"をベースとするCRISPR光スイッチを設計した [Figure 1引用右図参照] 。
この問題を克服するため、著者らは、ジカチオン性アゾベンゼン誘導体（dicationic azobenzene derivatives: AZD<++>）を利用することで、遺伝子の編集と発現を精密に制御可能とするガイドRNA "G4 gRNA（GqRNA）"をベースとするCRISPR光スイッチを設計した [Figure 1引用右図参照] 。- GqRNAは、G4をベースとするcRNAがtracrRNAおよびCas9と合体した構成で、埋め込まれたトランス-AZD<++>が、R-ループの形成を妨害することでCas9によるDNA二本鎖切断を阻害する。このトランス-AZD<++>（以下、AZD<++>-GqRNAs）が、紫外線照射によりシスAZD<++>へと異性化すると、GpRNAの折りたたみが解けることで、CRSIPRの機能が活性化する。
- G4を合理的に設計したcrRNA/tracrRNAは、未修飾のsgRNAよりも高い安定性と配列認識特異性が得られることが明らかになった。
- また、AZD++の光による異性化によってGqRNAのオン状態が速やかに変化し、リボ核タンパク質の活性化が促進され、細胞内でオンターゲット部位の高効率なゲノム編集が実現した。
- 一方、AZD++-GqRNAは速やかにオフ状態にリフォールドしてゲノムの切断を抑制し、オフターゲット効果や副産物の発生を抑制した。
この光可逆的なモダリティのアプローチは、CRISPR-Cas9の安全性と適用性を向上させる新たな機会を提供する。
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