Research press release

【ゲノム編集】CRISPRの特異性を高めてDNAの2本鎖切断を避ける

Nature

Genome editing: Enhancing CRISPR specificity to avoid breaks

ゲノムへのDNA挿入を正確に行うための完全にプログラム可能なCRISPR-Casゲノム編集システムについて説明する論文が、今週掲載される。この手法によって、標的DNAの2本鎖切断を避け、遺伝コードの予期せぬ改変の発生を防止することができる。

従来のCRISPR-Casゲノム編集システムは細菌タンパク質が用いられ、このタンパク質は、ガイドRNAによって改変したい部位のゲノム配列に誘導される。CRISPR-Casシステムは、DNAの2本鎖切断を引き起こし、これによって新しい遺伝情報の挿入が可能となる。ただし、この2本鎖切断の修復に必要なシステムは、誤りを起こしやすくなることがある。

今回、Sam Sternbergたちの研究グループは、コレラ菌(Vibrio cholerae)のCRISPR-Casシステムが、2本鎖切断を起こさずにDNAの挿入を成功させる上で役立つことを示した。今回の研究では、Tn7様トランスポゾンがコードするタンパク質が、ガイドRNAとCRISPR Cascade複合体を用いたトランスポゾン配列の大腸菌(Escherichia coli)ゲノムへの直接組み込みの仲介を助けることが見いだされた。このCRISPRシステムが、トランスポゾンがゲノム全体に広がる(ゲノム中のある場所から別の場所へと「ジャンプする」)過程の促進に関与していることから、転位(染色体上の遺伝子の移動)の過程に関する新たな知見がもたらされた。さらに、このシステムは、CRISPRゲノム編集の特異性を向上させるためのもう1つの経路となり、遺伝子治療や作物工学に使用できる可能性がある。

A fully programmable CRISPR - Cas genome editing system that mediates the precise insertion of DNA into the genome is described in a paper published online in Nature this week. The approach avoids making double - strand breaks in the target DNA, which can lead to unintentional changes in the genetic code.

Conventional CRISPR - Cas genome editing systems employ bacterial proteins that are targeted by a guide RNA to the location in the genome of the desired change. The system works by creating double-strand breaks in the DNA, allowing new genetic information to be inserted. However, the repair system needed to heal the double - strand break is sometimes prone to making errors.

Sam Sternberg and colleagues have shown that a CRISPR - Cas system from Vibrio cholerae can facilitate the insertion of DNA without making double-strand breaks. They find that a protein encoded by the Tn7-like transposon helps to mediate direct integration of the transposon sequence into the genome of Escherichia coli using a guide RNA and the CRISPR Cascade complex. The involvement of the CRISPR system in promoting spread, or ‘jumping’, of transposons around the genome offers new insight into the transposition process. Furthermore, this system offers an alternative path to improve the specificity of CRISPR genome editing, such as might be used in gene therapies or crop engineering.

doi: 10.1038/s41586-019-1323-z

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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