研究課題
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))
汎用性、安全性の高い高効率なゲノム編集ツールは、様々なライフサイエンス分野の基礎研究・応用研究両面に必要不可欠な技術である。最近確立したCRISPR-Cas3を新しいゲノム編集ツールとして社会実装するためには、安全性や効率などを正確に評価する必要がある。本研究では、CRISPR-Cas3独自の変異導入機構を解明し、正確な生体内ゲノム編集評価システムを開発することで、社会実装できる独自性の高いゲノム編集ツールとして確立する。
汎用性、安全性の高い高効率なゲノム編集ツールは、様々なライフサイエンス分野の基礎研究・応用研究両面に必要不可欠な技術である。国産ゲノム編集技術として開発したCRISPR-Cas3を社会実装できるゲノム編集ツールとして確立するためには、安全性や効率などを正確に評価する必要があるが、CRISPR-Cas3の標的特異性を正確に評価できる解析手法は確立されていない。本課題研究では、スイス連邦工科大学のJacob Corn教授らと共に、CRISPR-Cas3の生体内ゲノム編集における正確な評価システムの開発を目指している。本年度は、2020年から2021年にスイス連邦工科大学に滞在してDNA修復関連因子Mre11の抗体を用いたChip-seq法をCRISPR-Cas3用に改良したものをさらに検証し、オフターゲット候補領域を検出する方法をDISC 3-seqとして確立した。実際にin silico解析で複数のオンターゲットを持つ標的、オフターゲット候補領域の多い標的を敢えて選択することで、DISC 3-seqでこれらのオフターゲットを評価できるか検証した。その結果、いくつかの候補領域で検出が確認され、数値化することに成功した。現在、DISC 3-seqで検出された領域について変異導入効率を詳細に検討し、変異導入効率の相関がみられるかどうかを評価している。
3: やや遅れている
本研究では、DNA修復因子を利用したin vivoゲノム編集評価法を開発し、CRISPR-Cas3が汎用性および安全性の高いゲノム編集ツールであることを実証することである。本年度はヒト培養細胞を用いてDNA修復関連因子Mre11に対する抗体を用いたChip-seqを行い、その結果を用いてピークを検出する方法をDISC 3-seqとして確立した。現在、DISC 3-seqで検出された領域について変異導入効率を詳細に検討し、変異導入効率の相関がみられるかどうかを評価している。最終的に、正確なオン・オフターゲット検出法として利用可能かを検証し、具体的な数値としてオフターゲット効果を算出する方法の確立を目指す。本研究では、生体内でのバイアスのないオフターゲット評価系としての確立を目指しているが、マウスを用いた生体内ゲノム編集については、未だゲノム編集方法が確立できておらず、オフターゲットの評価は未実施である。そのため、やや計画が遅れており、次年度への計画延長を申請済みである。
異なる標的配列、特にオフターゲットが生じる可能性が高い標的を念頭に、継続したChip-seq解析を行い、全ゲノム中でのオンおよびオフターゲットへの効果を検討する。最終的には、得られた結果からオフターゲットになり易い配列を予測できる新しいオフターゲット予測プログラムを開発し、世界中のユーザーが利用可能なwebツール化を目指す。またin vivoゲノム編集時のオフターゲット評価を行うため、CRISPR-Cas3導入マウス、ラットを作製中である。最終的にin vivoでのゲノム編集効率、オフターゲット効果を検討することで、遺伝子治療に向けて有用なツールであることを示す。
すべて 2023 2022 2021 2020
すべて 雑誌論文 (27件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 6件) 産業財産権 (3件) (うち外国 1件)
実験医学別冊 改訂 マウス・ラット実験ノート
巻: - ページ: 160-170
巻: - ページ: 171-179
巻: - ページ: 180-187
巻: - ページ: 59-67
巻: - ページ: 68-73
実験医学 増刊 再生医療2023
巻: 41 ページ: 193-199
Gene and Genome Editing
巻: 3-4 ページ: 100013-100013
10.1016/j.ggedit.2022.100013
JCI insight
巻: 7 号: 23 ページ: 522-524
10.1172/jci.insight.158378
Nature Communications
巻: 13 号: 1 ページ: 4917-4917
10.1038/s41467-022-32618-0
PloS one
巻: 17 号: 8 ページ: e0272950-e0272950
10.1371/journal.pone.0272950
Cell Reports
巻: 39 号: 3 ページ: 110703-110703
10.1016/j.celrep.2022.110703
再生医療
巻: 21 ページ: 22-25
Transplant Proc
巻: 54 号: 2 ページ: 522-524
10.1016/j.transproceed.2021.09.070
iScience
巻: 25 号: 2 ページ: 103830-103830
10.1016/j.isci.2022.103830
Gut microbes
巻: 13 号: 1 ページ: 1973835-1973835
10.1080/19490976.2021.1973835
公衆衛生
巻: 85 ページ: 746-750
実験医学
巻: 39 ページ: 1214-1218
最新のゲノム編集技術と用途展開
巻: 0 ページ: 51-58
bioRxiv
巻: 0 ページ: 0-0
10.1101/2021.07.18.452824
Journal of Bone and Mineral Metabolism
巻: - 号: 4 ページ: 558-571
10.1007/s00774-021-01210-9
バイオエクス・プレス 2021 冬
巻: - ページ: 28-32
Laboratory Investigation
巻: 101 号: 1 ページ: 125-135
10.1038/s41374-020-00482-5
Hum Genet
巻: 140 号: 2 ページ: 277-287
10.1007/s00439-020-02198-4
実験医学(増刊)新規の創薬モダリティ
巻: 38(17) ページ: 2841-2846
遺伝子医学
巻: 10(4) ページ: 16-21
Precision Medicine
巻: 3(6) ページ: 512-515
医学のあゆみ
巻: 273(9) ページ: 751-755