[出典] Review "Spatiotemporal control of RNA metabolism and CRISPR–Cas functions using engineered photoswitchable RNA-binding proteins" Liu R, Yao J, Zhou S, Yang J [..] Yang Y, Chen X. Nat Protoc 2023-11-30. https://doi.org/10.1038/s41596-023-00920-w [著者所属] 華東理工大学, 、中国科学院上海生化学・細胞生物学研究所; 参考文献 67件を含む32ページ
本レビューは、最近、青色光照射に応答して特定のRNA配列に結合する合成フォトスイッチャブルRBPである'LicV' [*]の開発を報告した中国の研究チームに由来する。
RNA分子は、遺伝情報の翻訳からゲノムのデコーディング、遺伝子発現の制御、化学反応の触媒に至るまで、多様な細胞内プロセスにおいて様々な重要な役割を果たしている。RNA結合タンパク質 (RBP) は、生細胞内でRNAの多様な挙動や機能を制御する上で不可欠な役割を果たしているが、RBPの活性やRNAの機能を時空間的に制御する技術はほとんど報告されておらず、その技術開発切望されていた。
著者らは最近、青色光照射に応答して特定のRNA配列に結合するフォトスイッチャブルな合成RBP、LicV、の開発を報告した:
- LicVベースのフォトスイッチャブル・エフェクターには、従来の遺伝学的あるいは薬理学的摂動と比較して、暗所と明所間のダイナミックレンジが広く、サブミクロンやミリ秒の時空間分解能がある。
- LicV は、RNAの局在化、スプライシング、翻訳、安定性の光遺伝学的制御や、転写の光スイッチ制御、ゲノム遺伝子座の標識に利用されている。
本レビューでは、RNA代謝を時空間的に制御可能とするフォトスイッチャブルRBPを、LicVを異なるRNAエフェクターに融合することで、簡便、効率的、かつ汎用的に作製する方法を提供する。フォトスイッチャブルな翻訳開始因子とRNAエンドヌクレアーゼを例として、LicVベースの光フォトスイッチャブルRNAエフェクターの作製戦略、およびmRNA翻訳とRNA分解の時空間制御への応用を示す [Fig. 1: Overview of the procedure of engineering LicV-based photoswitchable RNA effectors for the spatiotemporal control of RNA metabolism 参照]
さらに、このプロトコールは、LicV-assisted CRISPR-Cas (LA-CRISPR)システムの開発も可能にし、LicVベースのフォトスイッチャブルRBPを用いたCRISPRシステムの光遺伝学的制御への戦略を示した。LA-CRISPRシステムによる遺伝子転写およびゲノム遺伝子座・標識の制御は、他の戦略から開発された既存の光スイッチングCRISPRシステムを大幅に凌駕する[Fig. 2. Overview of the procedure of engineering LA-CRISPR systems for spatiotemporal CRISPR function 参照]。
このプロトコールでは、LA-CRISPRシステムによる遺伝子転写とゲノム標識の高効率かつ時空間的な制御を例に挙げる。
[*]
- "Optogenetic control of RNA function and metabolism using engineered light-switchable RNA-binding proteins" Liu R, Yang J [..] Chen X, Yang Y. Nat Biotechnol 2022-01-03;Fig. 1: Engineered photoswitchable RBP. 参照
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