[注] Q-二成分遺伝子発現系（Q Binary System）: 転写因子QFが、そのDNA結合領域であるQUAS（QF upstream activating sequences）に結合することで、下流遺伝子の転写を促す系 [FIGURE1引用右図のA右側参照]

　CRISPR-Casシステムは、ゼブラフィッシュを含む多様な生物の遺伝子制御に革命をもたらした。しかしながら、ゼブラフィッシュ研究の多くは依然としてCRISPRコンポーネントの一過性導入に依存しており、トランスジェニックモデルの使用は限定的で、主にCas9を介したノックアウトに限られている。この制限は、トランスジェニックCRISPRエフェクターの持続、組織特異的かつ効率的な発現、を達成することの難しさから生じている。

　武漢大学中南医院医学研究所を主とする中国の研究チームは今回、トランスジェニックゼブラフィッシュにおける転写産物ノックダウンと遺伝子活性化を正確かつ堅牢に制御する方法、CRISPR-Q、をAdvances Science 誌刊行論文にて紹介している。

[詳細]

　CRISPR-Qは、CRISPR-Casエフェクター発現と、強化されたQFvpr（QF DNA結合ドメインと3つの転写活性化因子（VP64、p65、Rta）の融合体）/QUASバイナリー発現システム（CRISPR-Qシステムと名付けた）を統合することで、実現された [FIGURE 2引用右図A参照]。

　CRISPR-Qシステムを用いることで、CasRxやdCas9vprなどのCRISPRエフェクタータンパク質を、毒性や遺伝子サイレンシングなしに堅牢に発現させることに成功した。これにより、CasRxとdCas9vprによる持続的な転写産物ノックダウンと遺伝子活性化が実現した。

　この強力な発現制御を用いて、CasRxと組み合わせたCRISPR-Q（CRISPR-QKD）による転写産物ノックダウンは、単一の遺伝子smn1 だけでなく、脊髄性筋萎縮症（SMA）および筋萎縮性側索硬化症（ALS）の疾患表現型をそれぞれ再現する2つのパラログ遺伝子tardbp およびtardbplも効率的にノックダウンできることが実証された。

　また、dCas9vprと組み合わせたCRISPR-Q（CRISPR-Qa）は、トランスジェニックゼブラフィッシュにおいて2つの内因性遺伝子lin28a およびsox9 の活性化を実現した。

　さらに、トランスジェニックゼブラフィッシュにおいてCRISPR-Qシステムの心臓特異的な適用性も実証された。

　こうして、CRISPR-Qは、一過性のmRNAまたはタンパク質導入の欠点を克服し、Gal4/UASなどの他のバイナリーシステムに関連する毒性およびトランスジーンサイレンシングの問題を回避した。CRISPR-Qは、ゼブラフィッシュにおける遺伝子機能の研究とヒト疾患のモデル化のための堅牢で汎用性の高いプラットフォームであり、また、他のモデル生物への展開の可能性を示した。

[出典]

• "Versatile CRISPR-Cas Tools for Gene Regulation in Zebrafish via an Enhanced Q Binary System" Shi M [..] Jin YN. Adv Sci 2026-02-11. https://doi.org/10.1002/advs.202511485 [所属] Medical Research Institute/Zhongnan Hospital of Wuhan University (Nuclear Medicine; Neurology) (中国), Hubei University (State Key Laboratory of Biocatalysis and Enzyme Engineeringhubei Hongshan Laboratory)