CRISPR-Cas9システムを用いたヒト細胞の遺伝子スクリーニング

Tim Wang¹, Jenny J Wei, David M Sabatini

¹Department of Biology, Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge, MA 02139, USA.

Science (New York, N.Y.)

|December 17, 2013

まとめ

この研究は,哺乳類の遺伝学のためのCRISPR-Cas9スクリーニング方法を導入し,効率的な遺伝子ノックアウトと機能分析を可能にします. このアプローチでは,大きな単一ガイドRNAライブラリを使用して,遺伝子スクリーンをプールし,DNA修復と細胞サイクル経路における重要な遺伝子を特定します.

科学分野:

遺伝学遺伝学とは
分子生物学は分子生物学である.
ゲノム編集ゲノム編集

背景:

クラスター化された定期間隔の短いパリンドロミック繰り返し (CRISPR) -Cas9システムは,哺乳類の遺伝学に革命をもたらしました.
既存のツールは,遺伝子組み換え細胞系と動物の急速な生成を可能にします.

研究の目的:

ゲノムスケールのレンチウイルス単一ガイドRNA (sgRNA) ライブラリを使用して,プールされた機能喪失遺伝子スクリーニングアプローチを開発および検証する.
哺乳類の細胞における陽性・陰性選択におけるこのスクリーニング法の有用性を評価する.

主な方法:

7万3000のスグRNAを含むゲノムスケールのレンチウイルス sgRNA ライブラリを使用して,2つのヒト細胞系でノックアウトコレクションを生成しました.
6-チオグアニンおよびエトポシドに対する耐性,およびネガティブ・セレクションによる必須遺伝子のプール遺伝子スクリーニングが行われました.
sgRNA発現カセットの安定した統合後に複雑な変異群を追跡するために,大規模な並列配列が採用されました.

主要な成果:

6-チオグアニン耐性に対するスクリーンは,DNA不一致修復経路の構成要素を成功裏に特定しました.
エトポシド抵抗性のスクリーンは,TOP2AとCDK6.6を特定しました.
ネガティブセレクションスクリーンは,基本的な細胞プロセスに関与する遺伝子セットを特定し,sgRNA効率は特定の配列モチーフと関連付けられました.

結論:

Cas9/sgRNAスクリーンは,哺乳類の細胞における遺伝子分析のための強力で体系的なアプローチを表しています.
開発されたスクリーニング方法は,ポジティブとネガティブな選択スクリーニングの両方に有効です.
配列モチーフに基づいて有効なsgRNAを予測することで,スクリーニングの効率を高めることができます.

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