CRISPReaderを用いたプロモーターレス遺伝子発現の多重化

Multiplexed promoterless gene expression with CRISPReader.

• Hengji Zhan
• Qun Zhou
• Qunjun Gao
• Jianfa Li
• Weiren Huang
• Yuchen Liu

抄録

背景:

遺伝子はDNAコードで構成されており、プロモーターやこれらのコードを読み取るための他の制御要素を含んでいる。クラスター化規則的に間隔を空けた短い回文反復（CRISPR）技術の急速な発展により、ネイティブの制御要素への依存度が低い新規なコード読取システムの構築が可能となった。

BACKGROUND: Genes are comprised of DNA codes and contain promoters and other control elements for reading these codes. The rapid development of clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) technology has made possible the construction of a novel code-reading system with low dependency on the native control elements.

結果:

我々は、プロモーターレス遺伝子の発現をロバストに制御する技術であるCRISPReaderを開発した。本研究では、CRISPReaderが標的とする遺伝子の転写・翻訳開始を高効率で制御できることを実証した。CRISPReaderの注目すべき特徴は、従来の調節要素や他の補因子を使用せずに、遺伝子のクラスターのオープンリーディングフレームを「読む」能力である。特に、既存のAAVパッケージングサイズの問題を解決するために、発現カセットからプロモーター様要素を除去することにより、オールインワンAAV-CRISPR-Cas9システムを構築するために、この戦略を使用する。コンパクトなAAV-CRISPR-Cas9はまた、2つの別々のCas9要素をコードするデュアルAAVベクターよりもトランザクティベーション、DNA切断、遺伝子編集において効率的であることが、in vitroおよびin vivoでレポーター遺伝子と内因性遺伝子の両方を標的とすることによって示されている。

RESULTS: We develop CRISPReader, a technology for controlling promoterless gene expression in a robust fashion. We demonstrate that this tool is highly efficient in controlling transcription and translation initiation of a targeted transgene. A notable feature of CRISPReader is the ability to "read" the open reading frames of a cluster of gene without traditional regulatory elements or other cofactors. In particular, we use this strategy to construct an all-in-one AAV-CRISPR-Cas9 system by removing promoter-like elements from the expression cassette to resolve the existing AAV packaging size problem. The compact AAV-CRISPR-Cas9 is also more efficient in transactivation, DNA cleavage, and gene editing than the dual-AAV vector encoding two separate Cas9 elements, shown by targeting both reporter and endogenous genes in vitro and in vivo.

結論:

CRISPReaderは、最小限の遺伝子コンストラクトの発現を可能にし、潜在的な生物医学的応用に使用できる遺伝子制御のための新規なアプローチを表しています。

CONCLUSIONS: CRISPReader represents a novel approach for gene regulation that enables minimal gene constructs to be expressed and can be used in potential biomedical applications.