Lacticaseibacillus rhamnosus GG (LGG）は、食品および健康分野で広く利用されている、最も研究が進んでいるプロバイオティクス株の一つです。しかし、効率的かつ精密なゲノム編集法が確立されていないため、その幅広い可能性と機能的多様性が制限されていました。今回、イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の食品科学と栄養学並びにゲノム生物学の研究チームが、高機能な株の構築を目的とした、LGGが帯びているタイプII-A CRISPR-Cas9システムによるLGGゲノム編集のワークフローを、Microbial Biotechnology 誌刊行論文にて紹介しています [グラフィカルアブストラクト引用下図参照]。
プラスミド干渉アッセイと一塩基置換実験を組み合わせることで、PAM配列が5′-NGAAA-3′であることを確認しました。[FIGURE 1引用下図参照]
合成sgRNAカセットと相同組換え修復ドナーを組み合わせることで、複数の遺伝子座にわたって、スカーレスな標的欠失および挿入を実現し、日常的な株構築をサポートする、控えめながらも実用的な編集効率（形質転換体回収率11.1～25.0%）を達成しました。
この最適化された精密なゲノム編集法を用いて、マウス生体内における複雑な微生物群集内での確実な株追跡を可能にするβ-グルクロニダーゼ（GUS）発現LGG株を樹立するに至りました。
こうして、LGGの遺伝子工学における障壁が取り除かれ、食品バイオテクノロジーおよび微生物治療への応用が期待される次世代プロバイオティクスの設計に広く適用可能な戦略の可能性が示されました。
[出典] "Exploiting the Endogenous Type II-A CRISPR-Cas System for Functional Engineering of Probiotic Lacticaseibacillus rhamnosus GG" Zifan Xie (1,2), Yong-Su Jin (1,2), Michael J Miller (1,2) Microb Biotechnol 2026/Jan. https://doi.org/10.1111/1751-7915.70303
- Department of Food Science and Human Nutrition, University of Illinois Urbana- Champaign, Urbana, Illinois, USA
- Carl R. Woese Institute for Genomic Biology, University of Illinois Urbana- Champaign, Urbana, Illinois, USA
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