特集号の趣旨

• Molecular Cell In This Issue. 2017 Oct 52017年10月22-24日にサラトガ（スペイン）で開催されるCRISPRsに関する第１回Cellシンポジウムに合わせて、10月5日発行のMolecular Cell誌とCell Stem Cell誌にてCRISPR関連レビュー等を特集した。

1．[展望]抗-CRISPR物語：生存競争

• 【出典】“The Anti-CRISPR Story: A Battle for Survival” Maxwell KL. Mol Cell. 2017 Oct 5;68(1):8-14.
• 抗-CRISPRタンパク質（Anti-CRISPR: AcrF1〜10; AcrE1〜4; AcrIIC1〜3; AcrIIA1〜5）のCRISPR活性阻害機構、進化発生過程、応用など

２．[レビュー]クラス２CRISPR-CasシステムのタイプIICas9からタイプVとタイプVIへの拡張

• 【出典】“The Revolution Continues: Newly Discovered Systems Expand the CRISPR-Cas Toolkit” Murugan K, Babu K, Sundaresan R, Rajan R, Sashital DG. Mol Cell. 2017 Oct 5;68(1):15-25.
• Cas9II-Aに加えて、Cas12a/V-A（Cpf1）、Cas12b/V-B（C2c1）、Cas12d/V-D（CasY）、Cas12e/V-E（CasX）、Cas13a/VI-A（C2c2）およびCas13b/VI-B（C2c6）の構造、生物物理学的特性、エフェクタータンパク質の機序を比較レビュー

3．[レビュー]CRISPR技術を介した真核生物ゲノムのBase Editing (BE)の手法と応用

• 【出典】“Methods and Applications of CRISPR-Mediated Base Editing in Eukaryotic Genomes” Hess GT, Tycko J, Yao D, Bassik MC. Mol Cell. 2017 Oct 5;68(1):26-43.
• BE3、YEE-BE3、SaBE4-GamおよびTarget-AIDによる精密BE、CRISPR-XとTAM（Targeted AID-mediated Mutagenesis）による局所的配列多様化の機構を概観
• その応用（疾患モデル、品種改良、タンパク質進化、飽和突然変異誘発、CRISPR-STOPとiSTOPによる遺伝子ノックアウト・スクリーン）と今後の展開（BE技術改良、臨床応用に向けたBEデリバリー技術開発、病原変異同定、ノンコーディングゲノム解析、タンパク質およびタンパク質薬剤間相互作用のマッピング、定向進化と合成生物学）

 4．[レビュー]ノンコーディング領域の機能をハイスループットで突き止める

• 【出典】“High-Throughput Approaches to Pinpoint Function within the Noncoding Genome” Montalbano A, Canver MC, Sanjana NE. Mol Cell. 2017 Oct 5;68(1):44-59.
• ノンコーディング領域におけるエレメントの機能解明に有用なプール型CRISPRスクリーニングにおけるsgRNAsライブラリー設計、ワークフロー、解析法および長所と問題点をレビュー

5．ランダム化gRNAとdCas9-VP64によるスクリーニングにより、パーキンソン病（PD）モデル酵母において、αシヌクレイン（αSyn）毒性から宿主細胞を保護する遺伝子を特定

• 【出典】“Randomized CRISPR-Cas Transcriptional Perturbation ScreeningReveals Protective Genes against Alpha-Synuclein Toxicity” Chen YC, Farzadfard F, Gharaei N, Chen WCW, Cao J, Lu TK. Mol Cell. 2017 Oct 5;68(1):247-257.e5.
• CRISPR技術（dCas0-VP64）に基づいて転写ネットワークに摂動を与えるスクリーニング・プラットフォームPRISM (Perturbing Regulatory Interactions by Synthetic Modulators)を開発し、ランダム化gRNAを利用することで、PDモデル酵母において、転写ネットワークを改変し、酵母細胞をαSynの毒性から保護するgRNAsを同定し、既知毒性抑制因子のほとんどを凌ぐ活性を示すgRNAを見出した。酵母のスクリーニングで上位にランクされたヒット遺伝子のヒト・ホモログは、ヒトPDモデル細胞に細胞死をもたらした。

6．CRISPRiとCRISPRaを組み合わせたスクリーニングにより、骨髄異形成症候群治験薬リゴサチブ（rigosertib）の標的遺伝子を特定

• 【出典】“Combined CRISPRi/a-Based Chemical Genetic Screens Reveal that Rigosertib Is a Microtubule-Destabilizing Agent” Jost M, Chen Y, Gilbert LA, Horlbeck MA, Krenning L, Menchon G, Rai A, Cho MY, Stern JJ, Prota AE, Kampmann M, Akhmanova A, Steinmetz MO, Tanenbaum ME, Weissman JS. Mol Cell. 2017 Oct 5;68(1):210-223.e6.
• CRISPRiとCRISPRaを組み合わせることで間接的な作用で薬剤感受性を示す遺伝子を排除し薬剤の直接的標的を特定可能とする手法を開発し、リゴサチブの標的が微小管であると同定し、それを細胞アッセイや構造変異実験で裏付けた。

7．ASF1aが二本鎖DNA切断サイトにおいて、ATMによるMDC1リン酸化の亢進を介してNHEJ修復を促進する

• 【出典】“ASF1a Promotes Non-homologous End Joining Repair by Facilitating Phosphorylation of MDC1 by ATM at Double-Strand Breaks” Lee KY, Im JS, Shibata E, Dutta A. Mol Cell. 2017 Oct 5;68(1):61-75.e5. Epub 2017 Sep 21.
• ある種の癌の10〜30％にASF1aのホモ型欠損が見られる。NHEJ/DsRed293B細胞におけるSF1A遺伝子のCRISPR/Cas9ノックアウト実験も含めて、ASF1aがNHEJ修復に必須と同定。

8．[プロトコル レビュー]CRISPR/Cas9技術に基づいたエピゲノム編集

• 【出典】“CRISPR/Cas9-Based Engineering of the Epigenome” Pulecio J, Verma N, Mejía-Ramírez E, Huangfu D, Raya A. Cell Stem Cell. 2017 Oct 5;21(4):431-447.
• シスエレメントの同定；クロマチン修飾（転写調節；ヒストン修飾；標的DNAのメリル化と脱メチル化；ncRNAsの再配置；クロマチン可視化）；技術（評価法；dCas9エフェクターとgRNAの設計・発現；シグナル増幅；多重編集；各種応用に特有な留意事項）；幹細胞研究と再生医療への応用（エピゲノム機構の研究；細胞編集；疾患モデリングと治療法開発）

9． [フォーラム]ヒト胚編集：研究開発に国境を超えた協力関係が必要

• 【出典】“Human Embryo Editing: Opportunities and Importance of Transnational Cooperation” Pei D, Beier DW, Levy-Lahad E, Marchant G, Rossant J, Izpisua Belmonte JC, Lovell-Badge R, Jaenisch R, Charo A, Baltimore D. Cell Stem Cell. 2017 Oct 5;21(4):423-426.

10．[フォーラム] 臨床におけるヒトゲノム編集：然るべき規制に必要なベネフィット-リスクの評価

• 【出典】“Human Genome Editing in the Clinic: New Challenges in Regulatory Benefit-Risk Assessment” Abou-El-Enein M, Cathomen T, Ivics Z, June CH, Renner M, Schneider CK, Bauer G.
• Cell Stem Cell. 2017 Oct 5;21(4):427-430.

11．ヒト造血幹細胞におけるCRISPR/Cas9多重ゲノム編集により、クローン性造血とミエロイド異常増殖をモデリング

• 【出典】“Multiplex CRISPR/Cas9-Based Genome Editing in Human Hematopoietic Stem Cells Models Clonal Hematopoiesis and Myeloid Neoplasia” Tothova Z, Krill-Burger JM, Popova KD3, Landers CC, Sievers QL, Yudovich D, Belizaire R, Aster JC, Morgan EA, Tsherniak A, Ebert BL. Cell Stem Cell. 2017 Oct 5;21(4):547–555.e8.
• CD34陽性ヒト造血幹細胞（成人初代細胞と臍帯血細胞）において腫瘍抑制因子群を70%を超える効率で多重編集し、免疫不全マウスに移植後in vivoで増殖。ヒトのミエロイド疾患に見られる多重変異による疾患モデルを作出。TET2とコヒーシンが変異した造血細胞がアザシチジンに対して感受性を示すことを同定。