CRISPR-Cas13を利用したRNA編集ツールの構造基盤を解明!

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2025-04-11 東京大学

東京大学先端科学技術研究センターの西増弘志教授らの研究グループは、RNA編集ツール「REPAIR」の構造基盤を解明し、従来よりも小型で高活性な「REPAIR-mini」を開発しました。Cas13とADAR2を融合したタンパク質が、ガイドRNAと標的RNAと複合体を形成し、標的RNA中のアデノシンをイノシンに変換する仕組みをクライオ電子顕微鏡で解析。その結果、HEPNドメインがRNA編集に必須でないことが判明し、HEPN2ドメインを削除した改変体「REPAIR-mini」は、ヒト細胞内で従来の2~3倍の編集活性を示しました。この成果は、DNAを改変せずにRNAを編集する新たな遺伝子治療技術として期待され、2025年4月11日に『Nature Structural & Molecular Biology』に掲載されました。

<関連情報>

Cas13b-ADAR2複合体によるRNAガイド下RNA編集の構造的洞察 Structural insights into RNA-guided RNA editing by the Cas13b–ADAR2 complex

Junichiro Ishikawa,Kazuki Kato,Soumya Kannan,Sae Okazaki,Soh Ishiguro,Keitaro Yamashita,Nozomu Yachie,Tomohiro Nishizawa,Feng Zhang &Hiroshi Nishimasu
Nature Structural & Molecular Biology  Published:11 April 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41594-025-01529-1

CRISPR-Cas13を利用したRNA編集ツールの構造基盤を解明!

Abstract

Cas13 is an RNA-guided RNA endonuclease derived from the type VI CRISPR–Cas system, which has been used in numerous RNA-targeting technologies, such as RNA knockdown, detection and editing. The catalytically inactive Prevotella sp. Cas13b (dPspCas13b) fused to the human adenosine deaminase acting on RNA 2 (ADAR2) deaminase domain can edit adenosine in target transcripts to inosine, in an RNA-editing technology called REPAIR (RNA editing for programmable A-to-I replacement), which has potential for gene therapy. Here we report the cryo-electron microscopy structures of the PspCas13b–guide RNA binary complex, the PspCas13b–guide RNA–target RNA ternary complex and the dPspCas13b–ADAR2–guide RNA–target RNA complex. These structures provide mechanistic insights into RNA cleavage and editing. We applied our structural insights to engineer a compact and efficient dPspCas13b–ADAR2 complex (REPAIR-mini). Overall, our findings advance the understanding of CRISPR–Cas13 effector nucleases and could enable the development of improved RNA-targeting technologies.

細胞遺伝子工学
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