Research press release

【ゲノム編集】CRISPR-Cas9ゲノム編集によるオフターゲット変異を検出するシステムがマウスで検証される

Nature

Genome editing: A system to identify off-target CRISPR-Cas9 mutations tested in mice

CRISPR-Cas9ゲノム編集においてゲノム全体で見られるオフターゲット効果を検出する点で有効なシステムをマウスで検証した結果を報告する論文が、今週に掲載される。この研究知見は、ゲノム編集の臨床応用に関する研究の一助となる可能性がある。

CRISPR-Cas9ゲノム編集においてゲノム全体で見られるオフターゲット効果を検出する点で有効なシステムをマウスで検証した結果を報告する論文が、今週に掲載される。この研究知見は、ゲノム編集の臨床応用に関する研究の一助となる可能性がある。

今回、J Keith Joung、Marcello Marescaたちの研究グループは、CRISPR-Cas9ゲノム編集による、in vivoのオフターゲット変異を同定できる高感度な方法「verification of in vivo off-targets(VIVO)」について説明している。VIVOでは、最初にオフターゲット変異が生じる可能性のある部位を突き止めた上で、ゲノム編集後に変異した部位がないかどうかの確認が行われる。J Keith Joungたちは、マウスの肝臓を用いて、マウスのPcsk9遺伝子を標的とする異なるガイドRNA(gRNA)を設計し、「見境のない」gRNA(つまり、多くの部位を標的にできるgRNA)および特異性の高いgRNAを設計して、このシステムの精度を検証した。そして、「見境のない」gRNAが引き起こしたオフターゲット変異(発生頻度が0.13%以上の変異を含む)がVIVOによって数十個検出されただけでなく、適切に設計されたgRNAでは、検出可能なオフターゲット変異がなかったことも明らかになった。

この研究グループは、VIVOが実際のゲノム編集におけるオフターゲット効果を定義する上で重要な基準を打ち立て、gRNAの特異性をできるだけ高く設計することの重要性を実証したと考えている。

A system to effectively identify genome-wide off-target effects from CRISPR-Cas9 genome editing has been tested in mice in a paper published online this week in Nature. These findings could facilitate research into the clinical translation of genome editing.

CRISPR-Cas9 genome editing is seen as a promising potential innovation in human medicine, but unwanted additional (off-target) mutations must be identified and prevented before the technique can progress towards clinical use. Off-target mutations occur when the CRISPR-Cas9 complex attaches to multiple sites in the genome and cuts the wrong section of DNA. Systems to detect these mutations must be tested in whole organisms as well as cells.

J. Keith Joung, Marcello Maresca, and colleagues describe 'verification of in vivo off-targets' (VIVO), a highly sensitive strategy that can identify off-target mutations from CRISPR-Cas9 in a living organism. VIVO involves first identifying potential off-target sites, and then confirming whether any such sites have been altered after genome editing has occurred. The authors tested the system’s precision in mouse livers by designing different guide RNAs (gRNAs) targeted to the mouse Pcsk9 gene, including promiscuous (those able to target many sites) and more specific gRNAs. They demonstrated that VIVO could not only detect the dozens of off-target mutations induced by the promiscuous gRNA (including mutations that occurred with frequencies as low as 0.13%) but that appropriately designed gRNAs did not show any detectable off-target mutations.

The authors suggest that VIVO sets an important standard for defining the off-target effects of genome editing in practice, and demonstrates the importance of designing gRNAs to be as specific as possible.

doi: 10.1038/s41586-018-0500-9|英語の原文

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