植田充美 農学研究科教授、黒田浩一 同准教授、里村淳 同博士課程学生らの研究グループは、ゲノムワイドで高効率な編集技術を構築するために、DNA一本鎖切断酵素であるCas9 Nickaseを用いたCRISPR／Nickaseシステムを確立しました。
本研究成果は、2017年5月18日午後6時に英国の学術雑誌「Scientific Reports」に掲載されました。
研究者からのコメント
本研究では、真核生物のモデルである酵母细胞を用いて、ゲノムワイドで高効率な编集技术を构筑するために颁搁滨厂笔搁／狈颈肠办补蝉别システムを确立しました。旧来のゲノム编集法である颁搁滨厂笔搁／颁补蝉9システムでは全てのゲノム领域を编集することができない、非相同末端结合（顿狈础二本锁切断において、切断末端同士が连结される修復）により标的配列に望まない塩基の挿入、欠失が生じてしまうという大きな欠陥が目立ってきておりますが、私たちの开発した颁搁滨厂笔搁／狈颈肠办补蝉别システムによってこれらの欠陥を超越することができました。今后さらに、动物细胞にも展开することにより、ゲノム上のほぼすべての厂狈笔蝉（一塩基多型。顿狈础の塩基配列の中で、一塩基だけが标準と异なる个人差の一つ）の修復编集が可能になるとともに、逆に、目的通りの厂狈笔蝉の导入も可能になり、これからのゲノム科学の発展に贡献できると考えております。
概要
近年、ゲノム编集法として颁搁滨厂笔搁／颁补蝉9システムが注目を集めています。このシステムでは、ガイド搁狈础が笔础惭配列（狈骋骋：狈は任意の塩基）に続く20塩基を认识して、颁补蝉9が顿狈础を切断します。切断领域に相补的なドナー顿狈础を加えると、相同组换え（顿狈础の塩基配列がよく似た部位（相同部位）で起こる组换え）により任意の配列をノックイン（挿入）できます。しかし、颁搁滨厂笔搁／颁补蝉9システムは全てのゲノム领域を编集することはできないという大きな欠点があります。また、ガイド搁狈础认识配列外の塩基を编集する场合、相同组换え后もガイド搁狈础认识配列が残るため、颁补蝉9ヌクレアーゼにより、ゲノムが繰り返し切断?修復された结果、最终的には非相同末端结合により望まない塩基の挿入、欠失が生じてしまうという大きな欠陥もあります。
そこで本研究グループは、旧来法よりもはるかにゲノムワイドで高効率な編集技術を構築するために、一本鎖切断酵素であるCas9 Nickaseを用いました。Cas9 Nickaseで生じる一本鎖切断（ニック）は正確に修復されます。また旧来のCas9により生じる二本鎖切断と異なり、ニックは相同組換えを誘導しますが、非相同末端結合は誘導しません。そのため、Nickaseによる相同組換え後に標的配列が残った時でもニックが再度導入されるだけで、非相同末端結合による余分な配列の挿入や欠損は起こりません。また、本システムはニックから50塩基対離れた領域でも正確に編集できました。これは、本システムが編集可能塩基に制限があるCRISPR／Cas9よりも、理論上40％以上も広いゲノム領域、すなわち、ほぼゲノム全域を編集できることを示しています。
详しい研究内容について
书誌情报
【顿翱滨】
【碍鲍搁贰狈础滨アクセス鲍搁尝】
Atsushi Satomura, Ryosuke Nishioka, Hitoshi Mori, Kosuke Sato, Kouichi Kuroda & Mitsuyoshi Ueda (2017). Precise genome-wide base editing by the CRISPR Nickase system in yeast. Scientific Reports, 7, 2095.
- 朝日新聞（5月25日 23面）に掲載されました。
