Deciphering the cell messaging from RNA
 
Category: <span>CRISPR Cas13 Systems</span>

Cas13 RNAミサイル療法

向RNA核酸治療薬として、難治がん細胞に特異的に発現するRNA遺伝子を対象とした治療システムです。類似技術であるCas9との大きな違いとして、オフターゲットの低さに加えて、RNAを標的としますので細胞核遺伝子への侵襲なく核酸治療薬非特異的な遺伝子障害を起こしピンポイントミサイル効果が期待できる点が新しい遺伝子標的薬として期待できます。 また、抗がん剤としてのみならず、治療法がない疾病分野や難病、希少病などを対象にした医薬品への拡大開発が可能です。  私たちは、ヒトの細胞を対象とした研究でCas13による精緻な遺伝子選択的標的mRNAの切断、標的mRNA発現抑制を実証しました。Cas13がRNA切断を行う際に注目すべき特性として、Cas13/crRNA成熟複合体が標的RNA単鎖の存在によって酵素活性化されたのちに、標的RNAのみならず、非特異的なRNA遺伝子切断をも行う点があげられます。この特性は抗がん剤としての高い選択性を持った新しい抗腫瘍効果を発揮しました。  Cas13システムを有効に活用するための条件として、Cas13が単鎖のRNAに対して強い選択性を有するという点が挙げられます。Cas13触媒活性はRNAの局所的二次構造によって影響されるため、RNA配列に従った生体内構造予測でのcrRNAデザインを行い、Cas13システムによるmRNAの切断効率を検証したところ、RNAの二次構造にて単鎖領域においてのみ強力な切断活性を確認しました。

RNA遺伝子改変技術VI型 CRISPR/Cas13システム

RNA遺伝子改変技術VI型 CRISPR/Cas13システムでできること。 CRISPR/Cas13システムは、28 塩基の RNA 単鎖を特異的に標的とするガイド RNA (crRNA)と RNA ガイドエフェクタータンパク質(Cas13)で構されている。 私たちは、CRISPR/Cas13 システムを哺乳動物細胞内にて発現、機能させる次世代 RNA 編集システムPOiRT(Predominant Onco interactive RNA target)システムを開発して以下の研究に活用している。 ①RNAの標的化と選択的剪断(Cas13 RNAミサイル療法) :Cas13はCas13-crRNA 成熟干渉複合体を形成するためのシス およびトランス RNA 標的切断を担う(HEPN)ドメインを有しており、crRNAが標的するRNA単鎖配列特異的にリクルートされた上で、標的RNAに対してRNAヌクレアーゼ活性を発揮する。Cas13のRNAヌクレアーゼ活性は標的RNAの存在下でのみ発揮されるが、剪断対象とするRNAは非特異的であるため、抗がん剤としての利用が期待される。 ②RNAの標的化:RNAヌクレアーゼ活性を取り除いたdead Cas13 (dCas13)を利用した、CRISPR/dCas13システムを用いて目的としたRNA 単鎖の標識化を可能とする。標識化されたRNAは、蛍光モニタリング、免疫沈降、RNAスプライシング制御、RNA顆粒などの相分離の抽出などを可能とする

Cas13による転写産物標的のためのgRNA設計方法

Cas13 RNAミサイル療法より、Cas13の抗遺伝子治療薬としての使用に伴って、実験データセットおよび折り畳みアルゴリズムから得られたRNA構造情報を用いて、crRNA誘導Cas13システムによって一本鎖領域で転写物を標的化する効率的な方法の検証も同時に行うことが肝要となる事がわかりました。これらの見地を、私たちはRNA ミサイル療法で用いるcrRNAのデザイン方法の検証を行い、専門科学誌に発表しました。 https://www.nature.com/articles/s41598-020-68459-4 2020年7月14日 Scientific Reports誌