DNAおよびRNAのメチル化は、遺伝子制御、ゲノム安定性、RNA代謝、および疾患の進行に関与する重要なエピジェネティック（後成的）およびエピトランスクリプトミクス（転写後）修飾です。セルフリーDNAやRNAにおける異常なメチル化パターンは、がんの検出、疾患のモニタリング、および治療方針の決定（層別化）に有用なバイオマーカーとして注目されています。
しかし、バイサルファイトシーケンシング、メチル化特異的PCR、MeRIP-seq、SCARLET、LC-MS/MSといった従来の手法は、過酷な処理や多量のサンプルを必要としたり、装置が複雑であったり、あるいは部位特異的な分解能が不足していたりすることが多く、臨床現場やポイントオブケア（POC）での応用が制限されてきました。
近年のCRISPRを用いた診断技術は、プログラム可能な核酸認識と、標的核酸下で細胞内の核酸をトランス切断するコラテラル活性を介したシグナル増幅を組み合わせることで、有望な代替手段を提供します。本総説では、DNAおよびRNAメチル化を検出するための最新のCRISPR戦略について概説されています。
具体的には、化学的変換を併用するアッセイ、制限酵素を介した検出、メチル化によって制御されるCas活性を利用した増幅不要の直接センシング、酸化シトシン誘導体の検出、逆転写を介したCas12によるm6A検出、および構造感受性Cas13センシングなどが含まれています。
また、メチル化依存的な配列変換、酵素のアクセス性、ポリメラーゼの挙動、核酸構造といった要素が、いかにしてCRISPRで読み取り可能なシグナルへと変換され得るかについても詳述されています。
最後に、ポイントオブケアでのメチル化診断、DNA・RNA統合プロファイリング、改変型Casエフェクター、AIを活用したアッセイ設計、およびCRISPR適合型メチローム解析といった分野における、現在のトランスレーショナルな課題と新たな展望について議論されています。
構成 [参考文献 114件を含む18頁]
1. INTRODUCTION
2 BIOLOGICAL, CHEMICAL, AND METHODOLOGICAL FOUNDATIONS OF DNA AND RNA METHYLATION
2.1 Enzymatic pathways generating DNA and RNA methylation
2.1.1 DNA methylation pathways
2.1.2 RNA methylation pathways
2.2 Chemical and structural effects of DNA and RNA methylation
2.2.1 Chemical effects
2.2.2 Structural effects
2.3 Existing methylation detection methods: Principles, strengths, and limitations
2.3.1 Conventional DNA methylation detection technologies
2.3.2 Conventional RNA methylation detection technologies
2.4 Why DNA and RNA methylation require distinct detection logics
3 CRISPR-BASED PLATFORMS FOR DNA AND RNA METHYLATION DETECTION
3.1 CRISPR platforms for DNA methylation detection [FIGURE 1引用下図参照]
3.1.1 Chemical conversion-assisted CRISPR methylation detection of 5mC
3.1.2 Restriction enzyme mediated CRISPR methylation detection of 5mC
3.1.3 Direct methylation-responsive CRISPR detection of 5mC
3.1.4 CRISPR detection of 5hmC and other oxidized cytosine derivatives
3.2 CRISPR platforms for RNA methylation detection [FIGURE 2引用下図参照]
3.2.1 Reverse transcription-mediated Cas12a detection of m6A
3.2.2 Cas13 direct sensing of methylation-induced structural changes of m6A
3.2.3 Expanding beyond m6A
4 TRANSLATIONAL CHALLENGES, EMERGING OPPORTUNITIES, AND FUTURE DIRECTIONS
4.1 Current stage of clinical and industrial translation
4.2 Technical and biological barriers
4.3 Assay integration, manufacturing, and regulatory translation
4.4 Future Research and Development priorities
5 CONCLUSIONS
図表一覧
- FIGURE 1 Summary of CRISPR-based platforms for DNA methylation detection.
- FIGURE 2 Summary of CRISPR-based RNA methylation detection systems.
- TABLE 1. Key features of cytosine modifications relevant to epigenetic regulation.
- TABLE 2. Summary of RNA methylation types.
- TABLE 3. Summary of conventional DNA methylation detection technologies.
- TABLE 4. Summary of conventional RNA methylation detection technologies.
- TABLE 5. Summary of existing CRISPR method for DNA methylation detection.
- TABLE 6. Commercially available and clinically translated DNA methylation assays
出 典
REVIEW "CRISPR technologies for detecting DNA and RNA methylation: Mechanisms, platforms, and translational opportunities" Kaixin Chen (1, 2), Biyao Yang (1, 2), Rui Sang (1, 2), Wenjie Chen (3), Tingxiu Xiang (4, 5), Fei Deng (1, 2, 5). Bioeng Transl Med. 2026-08-19. https://doi.org/10.1002/btm2.70174
- School of Biomedical Engineering, University of New South Wales, Sydney Australia.
- Australian Centre for NanoMedicine, University of New South Wales, Sydney Australia.
- The NMPA and State Key Laboratory of Respiratory Disease, School of Pharmaceutical Sciences, Department of Emergency, The Second Affiliated Hospital Guangzhou Medical University Guangzhou People's Republic of China.
- Chongqing Key Laboratory for the Mechanism and Intervention of Cancer Metastasis, Chongqing University Cancer Hospital, Chongqing University, Chongqing , People's Republic of China.
- Corresponding authors.
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