1.分裂酵母の代謝工学:CRISPR-Cas9ゲノム編集によりグルコースとセロビオースからD型乳酸(D-LA)生産

  • [出典] “Metabolic engineering of Schizosaccharomyces pombe via CRISPR-Cas9 genome editing for lactic acid production from glucose and cellobiose.” Ozaki A, Konishi R, Otomob C, Kishida M, Takayama S, Matsumoto T, Tanaka T, Kondo A. Metab Eng Commun. Available online 24 August 2017.
  • S. pombeは低pH環境に耐性を示す特徴があるが、相同組換え効率が低いことから、有用物質の効率的生産をもたらすゲノム編集が困難であった。今回、CRISPR/Cas9技術によりピルビン酸デカルボキシラーゼ(PDC-)、アルコール脱水素酵素(ADH-)およびグリセロール-3-リン酸脱水素酵素(GPD)をコードする遺伝子をノックアウトし、E. Coli由来のMhpFEutE、およびL. plantarum由来のD-乳酸脱水素酵素遺伝子を導入することで、グルコースからの効率的D-LA生産を実現した0.71 g-D-LA / g-glucoseさらに、β-グルコシダーゼの細胞表面発現によって、セルビオーズからのD-LA高収量も実現した30 g/Lから22.8 g/L

2.CRISPR/Cas9ゲノム編集により脆弱X症候群モデルラットを作出

  • [出典] “Loss of FMRP Impaired Hippocampal Long-Term Plasticity and Spatial Learning in Rats.” Tian Y et al. Front Mol Neurosci 28 August 2017.
  • 脆弱X精神遅滞タンパク質(FMRP)遺伝子Fmr1の第4エクソンを標的とするCIRPSR/Cas9システムにより、脳内にFMRPが存在しないFmr1 KOラットを作出し、海馬の長期可塑性、空間認識および社会的相互反応が損なわれるFMRPの症状再現も確認。

3.分子シャペロンDNAJB6Hsp70が協働してα-シンクレイン(α-syn)の凝集を抑制する

  • [出典“The molecular chaperones DNAJB6 and Hsp70 cooperate to suppress α-synuclein aggregation.” Aprile FA, Källstig E, Limorenko G, Vendruscolo M, Ron D, Hansen C. Sci Rep. 2017 Aug 22;7(1):9039.
  • 神経組織に存在するα-syn凝集を包含したレビー小体はパーキンソン病の顕著な特徴である。一方で、健常者の神経細胞には高濃度のα-synが存在するが、レビー小体は存在しないことから、α-syn凝集を抑制する機構を同定することが重要である。
  • 今回、α-synを発現するHEK293T細胞において、CRISPR/Cas9によりDnaJタンパク質遺伝子DNAJB6をノックアウトし、α-synの凝集が顕著に亢進した。
  • DNAJB6を再導入すると、α-syn凝集がKO前の細胞と同程度へと提言したが、不活性なDNAJB6変異体(H31Q変異)を導入しても凝集が低減しないことから、α-synの抑制はDNAJB6Jドメインに依存するとした。J-ドメインは、アンフォールド状態とミスフォールドのタンパク質をHsp70タンパク質へ輸送する機能があることが知られているところ、Hsp70の阻害実験から、DNAJB6Hsp70が協働してα-syn凝集を抑制する機構が想定された。

4.GWASから推定された新奇lncRNACRISPR/Cas9編集による量的形質(血圧とQT間隔)ヌクレオチドのポジショナルクローニング

  • [出典] “Positional cloning of quantitative trait nucleotides for blood pressure and cardiac QT-interval by targeted CRISPR/Cas9 editing of a novel long non-coding RNA.” Cheng X, Waghulde H, Mell B, Morgan EE, Pruett-Miller SM, Joe B. PLoS Genet. 2017 Aug 21;13(8):e1006961.
  • ラットのQT間隔遺伝子座は、RNO10<42.5 kb領域に絞り込まれているが、そこにはタンパク質コーディング配列変異が存在せず、新奇なlncRNARffl-lnc1)内の連続的な19bpindel多型の存在が見出されている。今回、CRISPR/Cas9Rffl-lnc1を破壊(-19 bp)するとQT間隔が短縮され血圧が上昇するが19 bpをノックインすると修復されることを見出した。

5.感染後のHIV-1の細胞核へ移行と核内の動態を可視化し、その調節機構を探る

  • [出典] “Dynamics and regulation of nuclear import and nuclear movements of HIV-1 complexes.” Burdick RC, Delviks-Frankenberry KA, Chen J, Janaka SK, Sastri J, Hu WS, Pathak VK. PLoS Pathog. 2017 Aug 21;13(8):e1006570.
  • 可視化からHIV-1の動態モデルを構築(挿入図参照)し、CRISPR/Cas9によるノックアウト実験で、細胞核内でのクロマチンへの係留にLEDGF/p75のインテグラーゼ結合ドメインが不要であることを同定。

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