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論文・記事紹介:CRISPR生物学・技術開発・応用 (ゲノム工学, エピゲノム工学, 代謝工学/遺伝子治療, 分子診断/進化, がん, 免疫, 老化, 育種 - 結果的に生物が関わる全分野); タンパク質工学;情報資源・生物資源;新型コロナウイルスの起源・ワクチン・後遺症;研究公正

 精密ゲノム編集の進歩により、細胞イベントのゲノム記録が可能になりつつある。CRISPRベースのゲノム編集が初めて実証されて以来、ゲノム記録の分野では、細胞間のクローン系譜関係を合成変異として間接的に記録する細胞系譜の記録法が、大きく進歩した。しかし、過去の細胞イベントを直接記録・再構築する方法は未だ限られており、細胞運命決定に関する新たな知見をもたらす可能性はまだ十分には実現されていない。この分野では、過去の細胞状態をゲノムDNAへと忠実にエンコードする新たなセンシング・モジュールと遺伝子回路アーキテクチャが求められている。

 ここでは、多様なセンサーを構築するために最近開発された戦略を概説し、新たな合成生物学ツールが、多様な細胞イベントのゲノム記録のための分子回路構築にどのように役立つかを探る。

[構成]

Genomic recordings to reconstruct cell history

Design components in genomic recording

Figure 1. Reconstructing cell signaling history with genomic recording circuits.

Programmable genome editors for recording (Cas9, Cas12a, BEs, PEs) 

Retrieving genomic recordings

Molecular sensors to convert cellular events into genomic recordings

Figure 2. Molecular sensors for cellular events with genome editing outputs.

DNA-based sensors of cell states and signaling

RNA-based sensors of cell states and signaling

Protein-based sensors of cell states and signaling

Figure 3. Protein design for novel sensor development.

Molecular circuits to convert sensor outputs into genomic recordings

Figure 4. Molecular circuits to enhance sensitivity and specificity of signal conversion.

Concluding remarks

Outstanding questions (5 items)


[出典] Review "Molecular circuits for genomic recording of cellular events" Chen W, Choi J. Trends in Genetics. 2025-05-06. https://doi.org/10.1016/j.tig.2025.04.004 [著者所属] University of Washington (Seattle), Memorial Sloan Kettering Cancer Center
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