Casδ：動物および植物における効率的なゲノム編集を可能にする進化的移行型CRISPRシステム

科学分野:

• 微生物学
• 分子生物学
• 遺伝学

背景:

• CRISPR-Casシステムは、ゲノム編集およびDNA検出に不可欠です。
• Type V CRISPR-Casシステムは、Cas12などの単一エフェクターを利用します。
• 微生物ゲノムデータのマイニングは、新しい遺伝子ツールの発見に不可欠です。

研究 の 目的:

• 新しいCRISPR-Casエフェクターシステムの同定と特性評価。
• 新しく発見されたシステムのゲノム編集能力の評価。
• 新規CRISPR-Casヌクレアーゼの進化的関係の理解。

主な方法:

• 大規模なゲノムおよびメタゲノムデータマイニング。
• ヌクレアーゼ活性の生化学的アッセイ。
• ヒトおよび植物細胞（Oryza sativa、Zea mays）でのゲノム編集実験。
• 構造および進化的分析。

主要な成果:

• Casδエフェクター超科（3つのメンバー）の発見。
• Casδ-1は、特定のPAM認識（5'-RYR-3'）を持つRNA誘導エンドヌクレアーゼとして同定されました。
• 強力なDNA切断およびトランス切断活性を実証しました。
• ヒト細胞で最大60％のインデル率、および米とトウモロコシでホモ接合性ノックアウトを達成しました。
• Casδは、Cas12nとType Vシステム間の進化的橋渡しとして同定されました。

結論:

• Casδは、新しくコンパクトなtracrRNAフリーCRISPRシステムを表します。
• Casδは、多用途な異種生物間ゲノム編集を可能にします。
• CasδのC末端ループは、そのヌクレアーゼ活性に不可欠です。
• Casδは、ゲノム工学アプリケーションのツールキットを拡張します。