遺伝子編集ツールの仕組みに新知見(A Better Understanding of How Gene Editing Tools Work)

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2025-06-04 カリフォルニア大学サンディエゴ校(UCSD)

遺伝子編集ツールの仕組みに新知見(A Better Understanding of How Gene Editing Tools Work)A schematic showing the cytosine base editing intermediate and the various outcomes that can occur when the UNG protein is active.

カリフォルニア大学サンディエゴ校(UCSD)のアレクシス・コモール准教授の研究チームは、遺伝子編集技術「ベースエディティング」の精度向上に関する新たな知見を発表しました。従来のCRISPR-Cas9はDNAを二本鎖で切断し、修復過程で予期せぬ挿入や欠失(インデル)を引き起こす可能性がありました。これに対し、ベースエディティングはDNAを切断せず、特定の塩基(アデニンやシトシン)を化学的に変換することで、より安全かつ高効率な編集を実現します。研究では、DNA修復に関与するタンパク質「ウラシルDNAグリコシラーゼ(UNG)」が編集結果に影響を与えることが判明しました。UNGが活性化していると、意図しない修復が起こりやすくなるため、UNGの活性を制御することで編集精度の向上が期待されます。この成果は2025年6月4日付で『Nature Communications』誌に掲載されました。

<関連情報>

CRISPRiスクリーニングによるシトシン塩基編集の成果を支配する遺伝的メカニズムの解明 Elucidating the genetic mechanisms governing cytosine base editing outcomes through CRISPRi screens

Sifeng Gu,Zsolt Bodai,Rachel A. Anderson,Hei Yu Annika So,Quinn T. Cowan & Alexis C. Komor
Nature Communications  Published:20 May 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-59948-z

figure 1

Abstract

Cytosine base editors enable programmable and efficient genome editing using an intermediate featuring a U•G mismatch across from a DNA nick. This intermediate facilitates two major outcomes, C•G to T•A and C•G to G•C point mutations, and it is not currently well-understood which DNA repair factors are involved. Here, we couple reporters for cytosine base editing activity with knockdown of 2015 DNA processing genes to identify genes involved in these two outcomes. Our data suggest that mismatch repair factors facilitate C•G to T•A outcomes, while C•G to G•C outcomes are mediated by RFWD3, an E3 ubiquitin ligase. We also propose that XPF, a 3’-flap endonuclease, and LIG3, a DNA ligase, are involved in repairing the intermediate back to the original C•G base pair. Our results demonstrate that competition and collaboration among different DNA repair pathways shape cytosine base editing outcomes.

細胞遺伝子工学
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