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2024-02-13 14:08:40
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わかりました！ CRISPR-COPIES は、合成生物学ツールキットの特性評価、遺伝子治療、代謝工学に応用できます。 クレジット: Aashutosh Boob 他
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CRISPR-COPIES は、合成生物学ツールキットの特性評価、遺伝子治療、代謝工学に応用できます。 クレジット: Aashutosh Boob 他
CRISPR/Cas システムは、過去 10 年間で目覚ましい進歩を遂げました。 これらの正確なゲノム編集ツールは、遺伝子組み換え作物の開発から遺伝子治療などに至るまで幅広い用途に使用できます。 そして、CRISPR-COPIES の最近の開発により、先端バイオエネルギーおよびバイオ製品イノベーション センター (CABBI) の研究者は、CRISPR の多用途性と使いやすさをさらに向上させています。
「CRISPR-COPIESは、あらゆる生物の遺伝子工学に適した染色体組込み部位を迅速に特定できるツールです」とイリノイ大学のCABBI変換テーマリーダーであり、化学・生体分子工学（ChBE）のスティーブン・L・ミラー教授であるHuimin Zhao氏は述べた。 。
「これにより、化学物質やバイオ燃料をコスト効率よく生産するための非モデル酵母の代謝工学における研究が加速されるでしょう。」
遺伝子編集は、遺伝情報を理解し、操作する科学者の能力に革命をもたらしました。 この形の 遺伝子工学 これにより、研究者は、害虫に対する耐性や貴重な生化学物質を生産する能力など、新しい形質を生物に導入することができます。
CRISPR/Cas システムを使用すると、研究者は正確なターゲットを絞った遺伝子編集を行うことができます。 しかし、これらの編集に最適な組み込み部位をゲノム内で見つけることは重要な問題であり、ほとんど未解決です。 歴史的には、研究者が編集のターゲットを決定する必要がある場合、通常は潜在的な組み込み部位を手動でスクリーニングし、レポーター遺伝子を組み込んでその部位をテストし、細胞の適合性と遺伝子発現レベルを評価していました。 これは時間とリソースを大量に消費するプロセスです。
この課題に対処するために、CABBI チームは、CRISPR/Cas が促進する統合サイトを識別するための計算パイプラインである CRISPR-COPIES を開発しました。 このツールは、ほとんどの細菌および真菌ゲノムのゲノム全体にわたる中立組み込み部位を 2 ～ 3 分以内に特定できます。
「ゲノム内の組み込み部位を手動で見つけるのは、干し草の山から針を探すようなものです」と、ChBE Ph.D.のアシュトシュ・ブーブ氏は述べた。 イリノイ大学の学生であり、研究の主著者。 「しかし、CRISPR-COPIES を使用すると、干し草の山を検索可能な空間に変え、研究者が特定の基準に合致するすべての針を効率的に見つけることができるようになります。」
に掲載された論文の中で、 核酸研究研究者らは、Cupriavidus necator、Saccharomyces cerevisiae、HEK 293T 細胞という 3 つの多様な種の組み込み部位を特徴付けることにより、CRISPR-COPIES の多用途性と拡張性を実証しました。 彼らは、CRISPR-COPIES によって見つかった統合部位を使用して、農業や医療に応用できる貴重な生化学物質である 5-アミノレブリン酸の生産を増加させる細胞を操作しました。 食品業界。
さらに、チームは CRISPR-COPIES 用のユーザーフレンドリーな Web インターフェイス。 この非常にアクセスしやすいアプリケーションは、バイオインフォマティクスに関する大きな専門知識がなくても研究者が使用できます。
CABBI の主な目的は、植物バイオマスから化学物質や燃料を生産するための非モデル酵母の操作です。 しかし、遺伝的ツールの欠如と従来のゲノム編集法の煩雑な性質により、低コストの原料からバイオ燃料やバイオ製品を大規模に経済的に生産することは困難です。
CRISPR-COPIES は、研究者が標的遺伝子組み込みのゲノム遺伝子座を迅速に特定できるようにすることで、ゲノム全体にわたる安定した組み込み部位の同定を容易にする合理化されたパイプラインを提供します。 また、CRISPR/Cas を介した DNA 統合のためのコンポーネントの設計に伴う手作業も排除されます。
作物工学の場合、このツールを使用して、バイオマス収量、害虫耐性、および/または環境回復力を向上させることができます。 たとえば、酵母 S. cerevisiae を使用してバイオマスを貴重な化学物質に変換する場合、CRISPR-COPIES を使用して、大幅に高い収率で細胞を操作できます。
この多用途ソフトウェアは、株構築プロセスを簡素化および加速するように設計されており、研究者の時間とリソースの両方を節約します。 学界と産業界の両方の世界中の研究者は、生化学生産やトランスジェニック作物の開発のための菌株工学におけるその有用性から恩恵を受けることができます。
詳しくは：
Aashutosh Boob et al、CRISPR-COPIES: CRISPR/Cas 促進遺伝子統合のための中立統合部位発見のためのインシリコ プラットフォーム、Nucleic Acids Research (2024)。 DOI: 10.1093/nar/gkae062
雑誌情報:
核酸研究
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