Lacticaseibacillus rhamnosus GGの機能工学のための内因性II-A型CRISPR-Casシステムの活用

科学分野:

• 微生物学
• 遺伝子工学
• プロバイオティクス

背景:

• Lacticaseibacillus rhamnosus GG（LGG）は、幅広い応用を持つ十分に研究されたプロバイオティクスである。
• 限られたゲノム編集ツールは、LGGの機能強化と汎用性を妨げている。
• 効率的かつ精密な遺伝子工学は、高度なプロバイオティクス株の開発に不可欠である。

研究 の 目的:

• Lacticaseibacillus rhamnosus GGのための内因性CRISPR-Casゲノム編集ワークフローを確立すること。
• LGGにおける機能的菌株構築のための精密な遺伝子改変を可能にすること。
• 多様な応用に対応する次世代プロバイオティクスの開発を促進すること。

主な方法:

• LGG用の内因性II-A型CRISPR-Casシステムを開発および最適化した。
• プラスミド干渉アッセイおよび一塩基置換を利用して、PAM配列（5'-NGAAA-3'）を定義した。
• 標的遺伝子欠失および挿入のために、合成sgRNAカセットおよび相同組換え修復ドナーを使用した。

主要な成果:

• 回収された形質転換体において、日常的な菌株構築のための実用的なゲノム編集効率（11.1-25.0%）を達成した。
• 微生物コミュニティの追跡のためにβ-グルクロニダーゼ（GUS）発現LGG株を生成することに成功した。
• 開発されたゲノム工学手法の精度と適用可能性を実証した。

結論:

• 開発されたCRISPR-Casワークフローは、LGGの遺伝子工学における以前の限界を克服する。
• この進歩は、プロバイオティクス研究で利用可能なCRISPRツールキットを拡張する。
• 食品バイオテクノロジーおよび治療法のための次世代プロバイオティクスを設計するための多用途な戦略を提供する。