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ゲノム編集CRISPRに新たな進歩!トランスポゾンを用いた遺伝子導入

先月、ScienceとNatureに、ほぼ同コンセプトの論文が別々のグループから発表されました。内容は、大まかに言うとCRISPRとトランスポゾンを用いて、遺伝子を目的の位置に挿入できるという論文です。何がすごいのかというと、これまでのCRISPR-Cas9技術では難しかった「遺伝子の挿入」を、より簡単・正確・高効率に、幅広い細胞においてできる可能性を見出した、という点です。CRISPR、トランスポゾンってそもそも何?という人も多いと思うので、基礎知識も交えつつ2つの論文を紹介しようと思います。

“RNA-guided DNA insertion with CRISPR-associated transposases” Strecker, J; Ladha, A.; Gardner, Z.; Schmid-Burgk, J. L.; Makarova, K. S.; Koonin, E. V.; Zhang, F. Science 2019 (DOI: 10.1126/science.aax9181)

“Transposon-encoded CRISPR–Cas systems direct RNA-guided DNA integration” Klompe, S. E.; Vo, P. L. H.; Halpin-Healy, T. S.; Sternberg, S. H. Nature 2019 (DOI: 10.1038/s41586-019-1323-z)

まず、これまでのゲノム編集技術CRISPR-Cas9について説明します。ゲノム編集とは、狙った位置でDNAを切断し、DNAを取り除いたり、新しいDNAを挿入したりする技術のことです。そのためにまず必要なのは、DNAを標的の位置で切断できる酵素です。2012年に、ダウドナ教授・シャルパンティエ教授らによって報告されたCRISPR-Cas9システムでは、Cas9という酵素を使ってDNAを切断します(図1)。Cas9を、標的のDNA切断部位に導くために、ガイドRNAと呼ばれるRNA分子も同時に導入します。ガイドRNAの一部を、標的DNAと相補的な配列にしておくことで、Cas9を目的の位置で働かせることができます …