mile米乐官方网站 通过识别特征序列来切割基因组！

米乐m6官方网站（以下简称“AIST”）、生物过程研究部、植物功能控制研究组、首席研究员中村明吉、菅野繁夫主要研究人员与凸版控股集团公司凸版株式会社（以下简称“凸版”）和Inplanta Innovations Co, Ltd（以下简称“Inplanta Innovations Co, Ltd”）合作“Inplanta”）发现并开发了一种新的基因组编辑工具“AalCas9”，并获得了专利注册。 “AalCas9”是在从深海沉积物中分离出的微生物基因组中编码的，可识别PAM序列，引导 RNA

AIST、TOPPAN 和 Inplanta 宣布，这种基因组编辑工具“AalCas9”可以被识别为序列“T”（任何符号都可以）可以被识别为 PAM 序列，并且基因组中编码的序列比野生型更短的人工引导 RNA 具有高活性，我们开发了一种可以用作基因组编辑工具的技术（图，顶行）。特别是，PAM序列“5'-NNACG-3'”与现有基因组编辑工具的PAM序列不同，动物和植物中都存在可以被“AalCas9”特异性编辑的基因。此外，在AIST、TOPPAN和Inplanta进行的使用植物（拟南芥）细胞的实验中，“AalCas9”在某些条件下表现出比现有基因组编辑工具更高的基因组编辑活性。 AIST、TOPPAN和Implanta将使用AalCas9作为基因组编辑的基础技术，并将其扩展到广泛的业务领域，不仅限于生命科学和医学，还包括农业和工业领域。

该技术的详细信息已作为专利7353602公开，并将在2023年12月7日16:00至18:15（日本时间）举行的第46届分子生物学学会年会上的“Post-Cas9基因组编辑新趋势”研讨会上公布。

基因组编辑是一种仅修改基因组中目标 DNA 序列的技术，基因组是生物体的蓝图，正在为医药、农业和制造业等各个市场带来巨大利益。特别是，它使用一种称为向导 RNA 的 RNA 来指定基因组中的位置。CRISPR-Cas9系统''被广泛使用。一般来说，Cas9 蛋白识别称为 PAM 序列的碱基，并针对这些碱基附近进行编辑。现有广泛使用的基因组编辑工具“SpyCas9”的PAM序列是“5'-NGG-3'”（图底部）。尽管这个序列“5'-NGG-3'”存在于基因组的许多部分，但它并不总是位于您要编辑的区域。因此，人们期待开发一种识别“5'-NGG-3'”以外的序列并编辑基因组的技术。修改“SpyCas9”的尝试对于消除PAM序列限制是有效的，并且已经做出了各种报告。另一方面，这些修改过的 SpyCas9 也有一些副作用的报道（例如，它们切割编码自己 gRNA 序列的序列）。

为了应对这些挑战，AIST、TOPPAN 和 Inplanta 致力于开发一种工具，可以通过识别另一种生物体中的“Cas9”而不是修改“SpyCas9”，使用“5'-NGG-3”以外的 PAM 序列编辑基因组。

AIST 生物过程研究部门正在积极开发基因组编辑技术，主要是从将分子引入细胞的角度出发。例如，基于机电穿孔新原理的分子导入装置（2022 年 10 月 21 日新闻公告)，晶须超声波RNP法，一种利用针状晶体进行植物基因组编辑的分子导入方法(2023 年 9 月 7 日新闻公告）等已经开发出来。另一方面，基因组编辑不仅需要将分子引入细胞的技术，还需要开发与基因组DNA结合并进行编辑的基因组编辑工具本身。基因组编辑工具“SpyCas9”源自人类肠道细菌，是世界上最常用的工具。 AIST 拥有自己的细菌菌群保藏，在分析微生物基因组方面具有优势。因此，我们的目标是从细菌中鉴定出一种新的基因组编辑工具，可以识别独特的 PAM 序列。

AIST、TOPPAN 和 Implanta 研究了源自各种微生物的“CRISPR-Cas9 系统”，旨在开发新的基因组编辑工具。利用AIST拥有的蛋白质合成和RNA合成技术，我们从多种类型的CRISPR-Cas9基因位点（包括来自难以培养的微生物的基因）中创建了Cas9蛋白和引导RNA，并研究了它们的功能。当时，我们利用凸版独有的DNA信息分析技术鉴定了“PAM序列”。已知PAM序列根据“Cas9蛋白”的类型而不同。通过多次 Cas9 研究从深海沉积物中分离出微生物白色深渊藻的“Cas9 (AalCas9)”将特征序列“5'-NNACG-3'”识别为 PAM 序列（图，顶行）。另外，“AalCas9”的指导RNA与靶DNA的互补序列的长度和茎循环数组被缩短。体外实验和模型植物拟南芥原生质体中，我们发现“AalCas9”的活性增加到原始活性的大约两倍，并显示出与“SpyCas9”相当的基因组编辑活性。此外，据透露，利用inplanta的植物培养技术可以获得拟南芥和水稻的基因组编辑菌株，并且AIST实验表明，在培养的人类细胞中，某些gRNA的基因组编辑效率达到70%。该效率与使用传统的“SpyCas9”时处于同一水平。本研究优化了条件的“AalCas9”不仅具有满足实际基因组编辑实验使用的效率，而且可以说是一种识别并编辑特征序列“5’-NNACG-3’”的新型基因组编辑工具。

“AalCas9”具有识别序列“5'-NNACG-3”的功能，从而扩展了基因组编辑工具。凸版、AIST 和 Inplanta 正在共同计划将该工具作为基因组编辑的基础技术投入商业应用。我们将为基于基因组编辑的医药、农业、制造业等各行业的拓展和发展做出贡献。

专利号：专利号7353602
发明名称：基因组编辑方法和用于基因组编辑的组合物
发明人：寺川照彦³矢野翼³光田信孝¹中村昭吉¹菅野茂夫¹伊藤诚一郎²牧野洋一^2
　1米乐m6官方网站²凸版有限公司³英普兰达创新有限公司

学会名称：第46届分子生物学会年会研讨会““后Cas9”基因组编辑新趋势”
日期和时间：2023 年 12 月 6 日星期三至 12 月 8 日星期五
地点：神户港岛（兵库县神户市）
注释：https://www2aeplancojp/mbsj2023/
公告日期和时间：12月7日（星期四）16:00-18:15
演示标题：“识别独特 PAM 序列的 Cas9 直向同源物：使用 AalCas9 进行基因组编辑”
演讲者：中村晃¹菅野茂夫¹长谷川丽香³山本浩¹矢野翼³牧野洋一²寺川辉彦³伊藤诚一郎²光田信孝^1
　1米乐m6官方网站²凸版有限公司³英普兰达创新有限公司

PAM 数组

Cas9 蛋白始终识别的 DNA 序列，无论引导 RNA 是什么。 PAM 是 Protospacer Adjacent Motif 的缩写。众所周知，每种类型的 Cas9 都是不同的。[返回来源]

引导RNA

在 CRISPR-Cas9 系统中指定目标基因组的 RNA。通过改变 RNA 序列，可以指定和编辑基因组上的各个位置。[返回来源]

CRISPR-Cas9 系统

利用 CRISPR-Cas9（细菌中发现的免疫系统）的基因组编辑工具的总称。基因组编辑因子Cas9 蛋白负责切割基因组，并指导 RNA（指定切割位点）形成复合物以发挥功能。[返回来源]

茎循环阵列

RNA 链的一部分，与自身结合形成环状结构[返回来源]

原生质体

去除细胞壁的植物细胞。植物细胞具有坚硬的细胞壁，因此很难将基因引入其中。因此，原生质体有时被用于临时基因转移实验。[返回来源]

基因组编辑因子

基因组编辑中用于修改基因组 DNA 的执行因子。将其引入细胞中以修改目标区域。[返回来源]