ゲノム編集技術

ゲノム編集とは

 人工ヌクレアーゼ(ZFN及びTALEN)やRNA誘導型ヌクレアーゼ(CRISPR/Cas)を利用して、ゲノム上の狙った部位に変異を入れる技術をゲノム編集と呼びます。
 ZFN及びTALENは、それぞれDNAに特異的に結合するドメインと制限酵素FokIのDNA切断ドメインを連結させたキメラタンパク質です。2分子の人工ヌクレアーゼが近接する標的配列に結合するとDNA切断ドメインが2量体となり、DNAを切断します。
 また、CRISPR/Casシステムは、標的配列に相補的な配列を含むガイドRNA(gRNA: guide RNA)がCas9エンドヌクレアーゼ(タンパク質)を標的配列まで誘導し、Cas9が狙ったDNAを切断します。
 切断されたDNAは、細胞が持っている修復機能により再結合します。その際、非相同末端連結(NHEJ: non-homologous end joining)または相同組換え(HR: homologous recombination)により修復されるのですが、この時,標的配列に目的とする変異(ノックアウト又はノックイン)を入れることが可能です。
 下図はノックアウトマウスを作製する際に、従来法では、ターゲッティングベクターを作製し、マウスES細胞に導入して相同組換えクローンを選択し、キメラマウスを作製し、マウスラインを樹立するまで1〜2年を必要としていたのに対して、CRISPR/Cas法を用いると1〜2か月でノックアウトマウスが得られるということを示しています。
 この他にも、ゲノム編集技術はほとんど全ての生物種、細胞で使用可能という利点があります。

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