マルチクラスCRISPRによる多重・大規模かつ高精細なゲノム編集技術の開発

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K06137
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分43060:システムゲノム科学関連
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 佐久間 哲史 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 教授 (90711143)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: ゲノム編集 / CRISPR-Cas / 遺伝子ノックイン

研究成果の概要

本研究課題では、クラス1 CRISPRシステムにおけるエフェクター集積のプラットフォームの整備からその有用性の実証、CRISPR-Cas3システムを用いた遺伝子ノックインの最適化を行った。またクラス2 CRISPRシステムにおいても、Cas12aを用いた遺伝子ノックインや、ゲノム編集の効率化技術であるLoADシステムの拡張による従来法以上の遺伝子ノックイン効率の向上、転写調節/DNA切断の同時制御（CRISPRaic；activation, interference, and cleavage）などを実証し、クラス1/クラス2 CRISPRシステムの機能性の拡張に成功した。

自由記述の分野

システムゲノム科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した拡張的技術は、クラス1・クラス2の両システムの長所を最大限に引き出すと共に短所を打ち消し、これまで困難であった遺伝子改変等を可能とする。たとえばクラス1におけるエフェクター集積のプラットフォームは、従来のクラス2ベースの技術よりも特異性を高めつつ同等又はそれ以上の転写活性化効果を得ることができ、LoADシステムを拡張した遺伝子ノックイン効率化技術は、高効率なクラス2ベースの遺伝子ノックインを更に強化することができる。これらの技術は、ゲノム編集は元より転写の調節、エピゲノム編集、およびこれらの同時制御などの様々な形で、より高度なシステムゲノム科学研究に活用されるものと期待される。