[出典] "A versatile CRISPR-based system for lineage tracing in living plants" Donà M [..] Scheid OM. (bioRxiv 2023-02-10) Plant J 2023-07-05. https://doi.org/10.1111/tpj.16378 [著者所属] Gregor Mendel Institute of Molecular Plant Biology (Vienna)

 多細胞生物の発生過程において、個々の細胞が多様な細胞系譜を生み出す。こうした細胞系譜が成熟生物にどのように寄与しているかを理解することは、発生生物学の中心的な問題である。これまでに細胞系譜を記録そしてまたは再構成する手法として、目に見えるマーカーを発現する変異による単一細胞のマーキングやCRISPR誘発変異による分子バーコードの生成まで、さまざまな手法が開発されてきた。

 著者らは、Cas9の突然変異誘発活性を利用して、生きた植物、異なる組織や器官、異なる発生段階での細胞系譜の追跡を可能にする多用途システムを開発した。
  • このシステムは、Cas9によって誘導される二本鎖DNA切断 (DSB) の非相同末端結合 (NHEJ) による修復に基づいている。その結果、核に安定的に組み込まれたレポータカセット内の蛍光タンパク質の機能が獲得され、最初の細胞で強いシグナルを発し、その後のすべての細胞分裂の間に子孫細胞へと伝播される [Figure 1参照]。
  • 本手法では、細胞または組織型特異的プロモーターまたは化学的誘導を用いてCas9のエンドヌクレアーゼ活性を制御することにより、細胞系譜追跡の開始点を多様かつ正確に選択することができる。
  • モデル植物シロイヌナズナとMarchantia polymorpha における長期的な細胞系譜追跡の原理を証明した。
 レポータータンパク質としてのヒストンの高い保存性と汎用性の高いクローニングシステムにより、この原理は植物やおそらく他の真核生物界に広く適用できるであろう。
 
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