[注] メカノポレーション（mechanoporation / 機械的穿孔）
[出典] "Highly efficient CRISPR-mediated genome editing through microfluidic droplet cell mechanoporation" Kim YJ, Yun D, Lee JK, Jung C, Chung AJ. Nat Commun. 2024-09-16. https://doi.org/10.1038/s41467-024-52493-1 [所属] Korea U, MxT Biotech (韓国), National U Singapore.
韓国を主とする研究チームが今回、CRISPR-Cas9 RNPの安全かつ高効率な非ウイルス送達法として、液滴セルピンチャー（droplet cell pincher: DCP）と称するマイクロ流体プラットフォームを開発した。DCPは、液滴マイクロ流体工学と細胞メカノポレーションを組み合わせたもので、マイクロスケールの狭窄部を通して細胞*とCRISPRシステムのカプセル化と制御された通過を可能にする。その通過時に、細胞膜だけでなく核膜も一時的な透過性が誘導され、RNPの核への迅速な内在化が促進される [論文Fig. 1と補足動画S1とS2参照]。
[*] 使用された細胞：慢性骨髄性白血病由来K562細胞株, ヒト胚性腎臓由来ラージT抗原発現HEK-293T細胞株, ヒト不死化Tリンパ球細胞由来Jurkat細胞株, およびヒトナチュラルキラー細胞由来NK-92細胞株
[*] 使用された細胞：慢性骨髄性白血病由来K562細胞株, ヒト胚性腎臓由来ラージT抗原発現HEK-293T細胞株, ヒト不死化Tリンパ球細胞由来Jurkat細胞株, およびヒトナチュラルキラー細胞由来NK-92細胞株
- DCPを利用することで、mRNA（～98％）やプラスミドDNA（～91％）を含む様々な高分子の高効率な送達が実現された。
- DCPを介したCRISPR-Cas9 RNP送達により、エレクトロポレーション（電気穿孔）による送達に対して、編集の効率が大幅に改善された。シングルノックアウト ～6.5倍、ダブルノックアウト ～3.8倍およびノックイン ～3.8倍である。
[図一覧]
- Fig. 1: Overview of the droplet cell pincher (DCP) platform and delivery characterization.
- Fig. 2: Delivery characterization by 2000 kDa FITC-dextran delivery into K562 cells at different operational flow and geometric conditions.
- Fig. 3: mRNA and plasmid DNA cell transfection using the DCP platform.
- Fig. 4: Various genome editing via CRISPR–Cas9 ribonucleoprotein (RNP) delivery into K562 cells followed by subsequent editing efficiency characterization through the NHEJ pathway at the targeted site(s).
- Fig. 5: Genome editing via CRISPR-Cas9 RNP delivery into K562 cells and subsequent editing-efficiency characterization via the HDR pathway at the targeted site(s).
[補足動画]
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