CRISPR

CRISPRとは

CRISPRは、Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeatsの略です。 それは細菌や古細菌のDNA配列のファミリーです[1]。 その配列は原核生物を攻撃したウイルスからのDNAの断片を含みます。 これらの断片は、その後の攻撃の間に類似のウイルスからDNAを検出して破壊するために原核生物によって使用されます。 これらの配列は原核生物の防御システムにおいて重要な役割を果たしており、CRISPR-Cas9技術の基礎を形成しています[2]。

CRISPRシステム

CRISPR-Casシステムは、プラスミドやファージといった外来の遺伝性因子に対する抵抗性に寄与している原核免疫システムで、ある形態の獲得免疫を提供します[3,4,5]。 感染されると、新たな外来DNA配列を捕捉し、新たなスペーサーとして宿主CRISPR座位に組み込みます。CRISPR遺伝子座位は転写されそして処理されて、各RNAが独特のスペーサー配列をコードする成熟CRISPR RNA(crRNA)を生成します。 各crRNAはCasエフェクタータンパク質と会合します。crRNAはcrRNA配列と一致する外来の遺伝性因子を沈黙させるための指針として使用されます。 いくつかのCas(CRISPR関連の)タンパク質は外来DNAを認識し、切断します。 他のCasタンパク質は外来RNAを切断します[6]。 CRISPRシステムは、配列決定された原核生物のうち真正細菌の4割と古細菌の9割に見出されております[7]。

CRISPRシステムの免疫プロセス

図1. CRISPRシステムの免疫プロセス。Doudna実験室から。

CRISPR 関連の参考文献

1. Barrangou R (2015). The roles of CRISPR-Cas systems in adaptive immunity and beyond. Current Opinion in Immunology. 32: 36–41.
2. Zhang F et al. (2014). CRISPR/Cas9 for genome editing: progress, implications and challenges. Human Molecular Genetics. 23 (R1): R40–6.
3. Redman M et al. (August 2016). What is CRISPR/Cas9?. Archives of Disease in Childhood. Education and Practice Edition. 101 (4): 213–5.
4. Barrangou R et al. (March 2007). CRISPR provides acquired resistance against viruses in prokaryotes. Science. 315 (5819): 1709–12.
5. Marraffini LA, Sontheimer EJ (2008). CRISPR interference limits horizontal gene transfer in staphylococci by targeting DNA. Science. 322(5909): 1843–5.
6. Mohanraju P et al. (2016). Diverse evolutionary roots and mechanistic variations of the CRISPR-Cas systems. Science. 353 (6299): aad5147.
7. Hille F et al. (March 2018). The Biology of CRISPR-Cas: Backward and Forward. Cell. 172 (6): 1239–1259.