[注] BLU-VIPR：Blue Light-inducible Universal VPR-Improved Production of RGRs；VPR (VP64-p65-Rta)；RGR (Ribozyme-gRNA-ribozymes) [Figure 1引用右図上段参照] 生体内においてCRISPR-Cas9遺伝子編集機能の時空間制御を可能にする試みが続いているが、カロリンスカ研究所を主とする研究チームは今回、ガイドRNAの活性を光で制御する新たなアプローチを試みた。
研究チームは、gRNAの光誘導発現を可能にするために、Erythrobacter litoralis 由来の光応答性DNA結合タンパク質EL222を利用した。EL222は、青色光（470 nm）に曝されると、可逆的にホモ二量化し、C120プロモーター中の応答エレメントに結合する。したがって、EL222を転写活性化因子に融合させることで、青色光を照射してC120プロモーターからRNAポリメラーゼII（RNAPII）を介した転写を活性化することができる。転写活性化因子としては、CRISPRaシステムで広く利用されてきた人工因子VPRを採用し、新しい強力な青色光誘導転写因子（VPR-EL222）を実現した。
また、得られた転写産物から機能的なgRNAを遊離させるために、gRNAを自己切断型のHHリボザイムとHDVリボザイムで挟んだ。これらのリボザイムは転写産物から正確にgRNAを切り出し、同じ転写産物から機能的なgRNAとタンパク質を同時に生産することを可能にする。このアプローチにより、BLU-VIPRは複数のgRNAsを同時に使用する多重編集にも適している。
研究チームはBLU-VIPRを利用して、
in vitroの細胞内で遺伝子ノックアウト、活性化、正確な塩基編集を成功させて、このシステムの有効性を実証した [グラフィカルアブストラクト引用右図の右側参照]。さらに、BLU-VIPRをMSCVレトロウイルスレトロウイルスベクターに組み込み、初代T細胞への導入に成功し、マウスのリンパ節内のT細胞で光誘導遺伝子ノックアウトを達成した。
in vitroの細胞内で遺伝子ノックアウト、活性化、正確な塩基編集を成功させて、このシステムの有効性を実証した [グラフィカルアブストラクト引用右図の右側参照]。さらに、BLU-VIPRをMSCVレトロウイルスレトロウイルスベクターに組み込み、初代T細胞への導入に成功し、マウスのリンパ節内のT細胞で光誘導遺伝子ノックアウトを達成した。[出典]
- 論文 "Light-induced expression of gRNA allows for optogenetic gene editing of T lymphocytes in vivo" Pulgarin DV [..] Espinosa A. Nucleic Acids Res. 2025-03-20. https://doi.org/10.1093/nar/gkaf213 [著者所属] Karolinska Institutet, St Jude Children's Research Hospital (兼), UCSF, U Memphis
- News "New light-controlled CRISPR tool enhances precision in genetic research" Karolinska Institutet 2025-03-28. https://news.ki.se/new-light-controlled-crispr-tool-enhances-precision-in-genetic-research
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