CRISPR-Cas9技術は遺伝子機能研究に革命をもたらし、宿主-ウイルス相互作用の体系的な研究を可能にした。しかし、ウイルス感染におけるCRISPRベースのスクリーニングの多くは、細胞生存率を読み出し情報として利用しているため、感度が制限され、結果が感染初期段階に偏るきらいがある。ワイツマン科学研究所の研究チームはこれらの課題に対処するため、ウイルスにコードされたCRISPRをベースとして、遺伝子摂動がウイルス増殖に与える影響を直接読み出すことを可能にするシステム（virus-encoded CRISPR-based direct readout system: VECOS）を開発した。
VECOSは、ヒトサイトメガロウイルスを改変し、そのゲノムからsgRNAライブラリーを直接発現させるプロトコルであり、ウイルスの増殖と宿主・ウイルス相互作用を促進する分子メカニズムを解明するための強力なツールを研究者に提供する。
VECOSは、ヒトサイトメガロウイルスを改変し、そのゲノムからsgRNAライブラリーを直接発現させるプロトコルであり、ウイルスの増殖と宿主・ウイルス相互作用を促進する分子メカニズムを解明するための強力なツールを研究者に提供する。
VECOSにより、ウイルスゲノムに埋め込まれたsgRNAの存在量から、ウイルスの増殖に対する遺伝子摂動の影響を直接的かつ定量的に読み取ることができる。こうして、ウイルス感染サイクルの異なる段階におけるsgRNAレベルを追跡することが可能になり、VECOSはウイルス-宿主相互作用の詳細な多次元解析を可能にする。ここでは、以下の３つのモジュールが紹介される [論文Fig. 2参照]
- VECOSライブラリの作成：細菌人工染色体（BAC）を用いて二本鎖DNAウイルスにおける複雑なsgRNAライブラリを構築・再構成する、
- ウイルス感染の様々な段階におけるマルチパッセージ・スクリーニングの実施：ウイルスにコードされたsgRNAライブラリをCas9発現細胞で増殖させる。sgRNAはウイルスゲノムに組み込まれているため、VECOSは複数回の選抜を可能にする。各パッセージにおいて、感染細胞、上清中の分泌ウイルス粒子、感染性ウイルスなど、様々なコンパートメントにおけるsgRNAの存在量を評価できる。また、核と細胞質の分画など、他のセットアップにも適応可能である
- 包括的なデータ分析：混合モデル回帰法を用いて、選択ラウンドおよびコンパートメント全体にわたるsgRNAの存在量を分析する。この手法は、異なるコンパートメントにおける継代培養におけるsgRNA分布の変化を評価し、ウイルス・ライフサイクルの特定の段階に影響を与える因子を特定することが可能になる。
このプロトコル全体を実施するには14～22週間を要し、分子生物学の熟練度に加え、データ処理のためのUnixベースのコンピューティングとRプログラミングの基本的な知識を必要とする。
[出典] Protocol "Multidimensional analysis of host–virus interactions using the virus-encoded CRISPR-based direct readout system (VECOS)" Lilja A [..] Schwartz M, Stern-Ginossar N. Nat Protoc. 2025-09-22. https://doi.org/10.1038/s41596-025-01242-9 [所属] Weizmann Institute of Science
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