公募研究
新学術領域研究(研究領域提案型)
II型CRISPR-Cas系にかかわるRNA依存性エンドヌクレアーゼCas9は、ガイドRNA（crRNAとtracrRNA）と複合体を形成し標的二本鎖DNAを切断する。近年、Cas9を利用した新規技術が開発され幅広い研究分野において利用されている。本研究では、最小のCas9のひとつであるCampylobacter jejuni由来Cas9（CjCas9）の結晶構造をガイドRNAおよび標的DNAとの複合体として決定した。結晶構造から、CjCas9のガイドRNAは三重らせんを含む予想外の構造をもつことが明らかになった。さらに、既知のCas9は非相補鎖の塩基をPAMとして認識するのに対し、CjCas9は相補鎖および非相補鎖の両方の塩基と相互作用することによりNNNVRYM配列をPAMとして認識していた。今回の結果は、CRISPR-Cas9の多様性を明らかにするとともに新たなゲノム編集ツールの開発基盤となることが期待される。V型CRISPR-Cas系にかかわるRNA依存性DNAエンドヌクレアーゼCpf1（Cas12a）が発見され、新たなゲノム編集ツールとして注目されている。Cpf1はCas9と異なり、TリッチなPAMを認識し、標的となる二本鎖DNAを切断し突出末端を形成する。本研究では、Cpf1の作動機構の解明をめざし、Cpf1-crRNA-標的二本鎖DNA複合体の結晶構造を決定した。結晶構造から、Cpf1は2つのローブからなる新規の構造をもつことが明らかになった。crRNAはステムループ構造をもつことが予想されていたが、シュードノット構造をもち、Cpf1によって認識されていた。さらに、連続したT塩基を含むPAM二本鎖は配列・構造特異的に認識されていた。さらに、Cpf1とCas9の構造比較から、これら2つのCRISPR-Casヌクレアーゼにおける共通性および多様性が明らかになった。
28年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2016 2015 その他
すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 備考 (2件)
Cell
巻: 165 号: 4 ページ: 946-962
10.1016/j.cell.2016.04.003
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10.1016/j.cell.2016.09.002
Mol Cell
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巻: 164 号: 5 ページ: 950-961
10.1016/j.cell.2016.01.039
Molecular Cell
巻: 61 号: 6 ページ: 886-894
10.1016/j.molcel.2016.02.018
巻: 162 号: 5 ページ: 1113-1126
10.1016/j.cell.2015.08.007
http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2015/36.html
https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2016/4599/
