コーネル大学のChun Han准教授が率いる同大学の研究チームは、2021年に PLoS Biology 誌から「Versatile CRISPR/Cas9-mediated mosaic analysis by gRNA-induced crossing-over for unmodified genome」と題する論文で、CRISPR/Cas9によるDNA二本鎖 (dsDNA) 切断（DSB）を利用することで、生物種を選ばないモザイク解析を可能にするMAGIC（mosaic analysis by gRNA induced crossing-over）法を紹介していました [crisp_bio 2021-01-24]。
PLoS Biology 論文では、Cas9誘導DSBを介して、発生中の細胞において、両親から受け継いだ相同染色体（染色体対）間の組換えを誘導し、遺伝子機能を研究するために有用なホモ接合細胞（単一の親から受け継いだ同一の遺伝子コピーを2つ持つ細胞）の樹立と利用が紹介されていましたが、DSBは意図せず染色体の再配列を引き起こすリスクを伴っています。
研究チームは今回、Cas9ニッカーゼ（以下、ニッカーゼ）を利用することでDSBに伴うリスクを回避し、より安全で信頼性の高いモザイク解析法を確立したことを、PNAS 誌刊行論文から紹介しています。
ショウジョウバエにおいて、DNA一本鎖（ssDNA）の切断を誘導するニッカーゼを介して細胞毒性を回避しつつ安全に遺伝的モザイクを生成できることが確認されました。研究チームにとって予想外だったのは、単一のDNA鎖切断によっても、AGIC法のベースになっている組み換え反応が誘導されたことです。ただし、同一ssDNA鎖上の離れた2ヶ所の切断によって、単一の切断に対して、組換えが9倍以上相乗的に促進されることが明らかになりました。
研究チームは、高精度な「ニッカーゼ-MAGIC」法、そして精密なクローン解析のための汎用性の高いツールキットを提供すると共に、ニッカーゼによる切断に誘導されるクロスオーバーのメカニズム・モデルも提案しています。
[出典] "Tuning mitotic recombination with patterned DNA nicks for precision mosaic analysis." Yifan Shen (1,2), Ann T. Yeung (1,2) [..] Chun Han (1,2). Proc Natl Acad Sci U S A. 2026-05-27/Jun. https://doi.org/10.1073/pnas.2531265123
- Department of Molecular Biology and Genetics, Cornell University, Ithaca, NY 14853.
- Weill Institute for Cell and Molecular Biology, Cornell University, Ithaca, NY 14853.
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