| Project/Area Number |
22K06192
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 43060:System genome science-related
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
WADA Naoki 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 特任助教 (90727455)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | ゲノム編集 / CRISPR-Cas / ヒト培養細胞 / 変異導入効率 / 特異性 / 新技術 / 改変 / 細胞工学 / ゲノム編集技術 / TiD / 高特異性 / 高効率化 / CRISPR-Cas type I-D / 真核生物 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、ゲノム情報を短期間で正確に改変するゲノム編集技術の開発が行われており、様々な分野での利用が期待されている。CRISPR-Cas9は、最も研究が進み利用されている技術であるが、課題として、配列選択性や特異性、さらに知的財産の問題が指摘されている。本研究では、これらの課題を克服するため、申請者らが開発した新規国産ゲノム編集ツールTiDのさらなる効率化や特異性の向上を行う。TiDを構成する(1) crRNA (2) 各Casタンパク質、両面からの改変を行い、その影響やメカニズムを明らかにしていくことで、高効率かつ高い特異性を持つゲノム編集技術の開発を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
The objective of this study was to enhance the genome editing specificity and efficiency of CRISPR-Cas type I-D-based technology, ‘TiD’, which we have developed in previous studies. Especially, the study focused on the engineering of crRNA and Cas proteins, which are important components for the genome editing by TiD. This project achieved the genome editing using elongated crRNAs, which are expected to enhance the genome editing specificity by recognizing longer target sequence. Genome editing efficiency was improved by co-expression of additional Cas protein, Cas11d, and by applying a new type of CRISPR-Cas type I-D, TiD-X. Effects of each 1-bp mismatch between target DNA sequence and crRNA sequence on genome editing activity were uncovered. In conclusion, this study has succeeded in the improvement of efficiency and specificity of TiD, and also demonstrated the possibility toward further improvements of TiD technology.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
ゲノム編集技術は、狙ったDNA配列の特異的な改変を実現することで、遺伝子機能の解析や、疾患の治療、さらに農作物や家畜の育種など、様々な分野で応用が進んでいる技術である。本研究では、研究代表者らが開発した新規国産ゲノム編集技術TiDについて、更なる変異導入効率の効率化を達成し、高特異性化に向けたアプローチについては、課題を見つけることができた。TiDが標的DNAの認識・分解を行うメカニズムについても新たな基盤データを得ることができ、理論的な設計・改変に向けた重要な成果を得た。
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