2023 Fiscal Year Annual Research Report
Improvement of accuracy of cell cycle controlled genome editing and its extension of scope to base editing technology
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22H02201
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
野村 渉 広島大学, 医系科学研究科(薬), 教授 (80463909)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | ゲノム編集 / CRISPR-Cas / 細胞周期 / オフターゲット作用 / タンパク質間相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではタンパク質分解より迅速な応答が得られる細胞内局在変化（細胞質⇔細胞核）を利用した細胞周期制御型ゲノム編集の基盤構築を第一の目的とし，細 胞周期制御型システムをBEにも適用し，塩基置換型ゲノム編集でのDNAおよびRNAオフターゲット作用抑制の実現を第二の目的としている。2023年度は前年度に構築した細胞周期に応じて細胞内局在を変化させるドメインを融合したanti-CRISPRを用いることでCRISPR-Cas9活性の阻害効果を詳細に検討した。その結果、anti-CRISPRのみを用いる場合と比較して非相同末端結合（NHEJ）によるゲノム編集効率をより強力に阻害する効果が確認された。これまでに開発を進めてきた細胞周期依存型ゲノム編集では相同組換え（HDR）によるゲノム編集効率の向上が確認されていたが、NHEJの阻害効果がなく、HDR効率とNHEJ効率の相対比較で評価するゲノム編集の正確性の向上が課題となっており、この課題の克服に向けた進捗が得られた。dCas9-VPRによる転写活性化手法（CRISPRa）を細胞内でのCRISPR-Cas9とanti-CRISPR+Cdt1の相互作用解析については細胞周期に応じて変化するdCas9-VPR活性をレポーター蛍光タンパク質の発現で評価することができ、anti-CRISPR+Cdt1の発現量変化との相関を定量的に解析する手法を確立することができた。細胞周期依存型Base Editorの系では標的遺伝子配列を複数箇所設定してBase Editorとanti-CRISPR+Cdt1あるいはanti-CRISPR+Gemininを細胞内で同時に導入し、一塩基置換効率の評価を行い、Base Editor活性に変化が見られることを確認することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画に基づき、2023年度は細胞周期に応じて細胞内局在が変化するanti-CRISPRによるCRISPR-Cas9ゲノム編集効率の評価を行った。また、dCas9-VPRを活用した細胞周期に依存したCas9/anti-CRISPRの相互作用変化も定量的に解析することができた。さらに細胞周期依存型Base Editorの活性評価も進めることができた。以上のことから、順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度については細胞周期による細胞内局在変化を起こすドメインを用いた場合にanti-CRISPRによるNHEJ型ゲノム編集の抑制が顕著である点についてその要因を明らかにし、細胞周期と細胞内局在変化を組み合わせたゲノム編集法の開発を進める。細胞周期依存型Base Editorに関しては標的配列における塩基置換効率を評価するだけでなく、DNA/RNAオフターゲットの解析を進め、本手法の有効性を検証する。
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[Journal Article] Evaluation of Proinflammatory Response to Polymeric Materials Using a Macrophage Cell Line Genetically Tagged with a Luminescent Peptide.2024
Author(s)
Kimura T, Maeda H, Hagiwara M, Hashimoto Y, Nakamura N, Nomura W, Tanabe T, Kobayashi M, Yamamoto M, Matsushima T, Asahara H, Kishida A
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Journal Title
Advanced Biomedical Engineering
Volume: 13
Pages: 43-51
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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