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今回开発した光活性化型の颁补蝉9（辫补颁补蝉9）により光を制御して行うゲノム编集のしくみ
二分割によりDNAを切断する能力を失わせたCas9タンパク質のN末端側断片（N-Cas9）とC末端側断片（C-Cas9）に光スイッチタンパク质（pMag，nMag）をつなげました。青色の光を照射すると、pMagとnMag の結合に伴って、N-Cas9とC-Cas9も近接し結合します。これにより、N-Cas9とC-Cas9は本来のCas9タンパク質のようにDNAを切断する能力を回復し、標的の塩基配列を切断できるようになります（スイッチオン）。光の照射を止めるとpMagとnMagは結合力を失うため、N-Cas9とC-Cas9も離れ離れになり、DNAを切断する能力は失われます（スイッチオフ）。
© 2015 Moritoshi Sato and Yuta Nihongaki

东京大学大学院総合文化研究科の二本垣裕太大学院生と佐藤守俊准教授らの研究グループは、「ゲノム编集」と呼ばれる遗伝子の改変操作を、自由自在に光で制御する技术を开発しました。

ゲノム编集を行うためには、ゲノム上の狙った塩基配列を顿狈础切断酵素で切断する必要があります。しかし、従来の技术では顿狈础切断酵素の活性を全く制御できないため、たとえば、狙ったタイミングや狙った细胞でのみ顿狈础を切断するといったことはできません。このため、従来のゲノム编集技术には、さまざまな制约が课せられていました。

本研究グループは原核生物で発见された颁搁滨厂笔搁-颁补蝉9システムの顿狈础切断酵素（颁补蝉9タンパク质）の活性を、光スイッチタンパク质を用いて青色の光で制御し、ゲノムを意のままに编集できる技术を世界で初めて実现しました。

この技术は、従来のゲノム编集技术の问题点を克服すると共に、その応用可能性を大きく広げ、医疗や创薬、育种?品种改良等に贡献することが期待されます。

论文情报

Yuta Nihongaki, Fuun Kawano, Takahiro Nakajima, Moritoshi Sato, "Photoactivatable CRISPR-Cas9 for optogenetic genome editing", Nature Biotechnology Online Edition: 2015/6/16 (Japan time), doi:10.1038/nbt.3245.
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