クラス1 CRISPR–Casシステムは、多サブユニットエフェクターリボ核タンパク質複合体を用いてDNAを識別し、標的とする。認識されると、タイプIシステムはヘリカーゼ/ヌクレアーゼCas3をリクルートしてDNAを分解し、タイプIV-AシステムはヘリカーゼCasDinGを転写抑制に利用する。フィリップ大学マールブルクを主とするドイツの研究チームは今回、大規模なゲノム欠失を誘導するための2つの組み換え型クラス1 CRISPR–Casゲノム編集ツールを開発した。Shewanella putrefaciens 由来のコンパクトなタイプI-Fv(I-F2とも呼ばれる)システムと、Pseudomonas oleovorans 由来のタイプIV-A1システムである。後者では、CasDinGにC末端HNHヌクレアーゼドメインを組み込むことでDNA切断活性を付与し、CasDinGのプロセッシング能の解析を可能にした。
大腸菌BL21-AIの全ゲノムシークエンシングを用いて、CRISPR–Cas誘導損傷に対するゲノム縮小とDNA修復機構をモニタリングした。小さな欠失はマイクロホモロジーに挟まれており、これは代替的末端結合(alternative end-joining; alt-EJ)による修復と一致する。一方、10 kbを超える大きな欠失は一貫して近傍のIS1エレメントで終結しており、
これらの配列が修復プロセスに関与していることが示唆された [グラフィカルアブストラクト引用右図参照]。
これらの配列が修復プロセスに関与していることが示唆された [グラフィカルアブストラクト引用右図参照]。 こうして、プロトスペーサー隣接モチーフ(PAM)の要件が異なるコンパクトなタイプIおよび改変型タイプIV-Aゲノム編集ツールを作出し、CasDinGの進化とCRISPR–Casを介したゲノム編集中に関与するDNA修復経路に関する新たな知見を得た。
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[出典] "Type I-Fv and engineered type IV-A1 CRISPR–Cas effectors facilitate genome reduction in Escherichia coli " Klein N [..] Randau L. Nucleic Acids Res. 2025-12-11. https://doi.org/10.1093/nar/gkaf1399 [所属] Philipps-Universität Marburg (ドイツ), Helmholtz Institute for RNA-based Infection Research (HIRI-HZI), University of Regensburg, Center for Synthetic Microbiology (SYNMIKRO)
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