CRISPR/Cas12aシステムは、そのユニークなトランス切断活性により、バイオセンシングにおける強力なツールとして登場した。中国の研究チームが今回、このシステムの調節能力、特にアクチベーター鎖の5′末端の修飾に焦点を当てて詳細な検討を行い、RESET（Random Extending Sequences Enhance Trans-cleavage activity）効果 [＊]に基づいて設計されたヘアピン構造（HP）をアクチベーター鎖の5′末端に導入することで、CRISPR/Cas12aシステムのトランス切断活性を活性化するアクチベーター鎖の能力を効果的に抑制できることを見出した。
[＊] 2022-06-05 ; 2024-0-6-22 アクチベーター鎖のコンフォメーション変化を介してCas12aコラテラル活性を直接制御 - 複数の生体分子のライブセルイメージングを実現
[＊] 2022-06-05 ; 2024-0-6-22 アクチベーター鎖のコンフォメーション変化を介してCas12aコラテラル活性を直接制御 - 複数の生体分子のライブセルイメージングを実現
この抑制は、HPとアクチベーター鎖との関係や、使用されるリンカーの種類（DNA、RNA、ペプチド）に依存しない。HPをアクチベーター鎖から切り離すと、システムの活性が回復する。
この発見に基づき研究チームは、HPとアクチベーター鎖をカスパーゼ-3 （Casp-3）認識部位を含むペプチドリンカーで連結することにより、アポトーシスの必須因子であるCasp-3に対する高感度バイオセンサーを構築した。
このバイオセンサーは、Casp-3の検出においてその感度と特異性が検証され、また、生きた細胞におけるCasp-3のイメージングを介した薬剤誘発アポトーシスのモニターも可能にすることから、アポトーシス過程の研究、薬剤のスクリーニング、薬剤の有効性の評価、治療成績の評価に有用なツールとなる。
このバイオセンサーの戦略はまた、他のペプチドベースのターゲットの検出にも有望であり、早期の疾患バイオマーカー検出とタイムリーな治療介入の視野を広げる。
[出典] "Activator Strand Modifications in CRISPR/Cas12a: Unlocking the Potential for Casp-3-Targeted Biosensing and Imaging Analysis of Apoptosis" Li QN [..] Cai QL, Kong DM. Anal Chem. 2025-02-12. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c06591 [著者所属] Nankai U (State Key Laboratory of Medicinal Chemical Biology, College of Life Sciences), Tianjin Institute of Urology；グラフィカルアブストラクト参照
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