光活性化CRISPR活性化システムを用いたゼブラフィッシュ（Danio rerio）遺伝子発現の時空間的制御

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Gene.2018 Nov;677:273-279. S0378-1119(18)30856-4. doi: 10.1016/j.gene.2018.07.077.Epub 2018-08-01.

光活性化CRISPR活性化システムを用いたゼブラフィッシュ（Danio rerio）遺伝子発現の時空間的制御

Spatiotemporal control of zebrafish (Danio rerio) gene expression using a light-activated CRISPR activation system.

Rizka Rahmana Putri
Liangbiao Chen

PMID: 30077009 DOI: 10.1016/j.gene.2018.07.077.

抄録

CRISPR活性化（CRISPRa）システムは、標的遺伝子の活性化に便利なツールであり、植物シロイヌナズナ由来の光受容体を利用して転写開始を時空間的に制御できる照明ベースのシステムと組み合わせて開発されました。青色光受容体であるクリプトクローム2（CRY2）とその結合パートナーであるCIB1は、青色光を照射することで二量体化し、ヒト細胞に応用されてきました。しかし、これらを組み合わせたゼブラフィッシュ細胞への応用はまだ探索されていない。我々は、ゼブラフィッシュ細胞（ZF4）において、p65およびVP64アクチベーターを用いたゼブラフィッシュ遺伝子活性化を行った。ブルーライト活性化CRISPR活性化システムを用いて、ASCL1a、BCL6a、HSP70遺伝子の転写レベルを制御することに成功したことを実証した。その結果、このシステムを用いて、青色光を数時間照射すると、ASCL1a、BCL6a、HSP70遺伝子のmRNAレベルの発現が増加し、暗所で処理したものと有意に異なることが示されました。

CRISPR activation (CRISPRa) system is the convenient tool for targeted-gene activation, it has been developed and combined with a lighting-based system that can control transcription initiation spatially and temporally by utilizing photoreceptor derived from plant Arabidopsis thaliana. A blue light photoreceptor the Cryptochrome 2 (CRY2), and its binding partner CIB1 will dimerize by exposure to the blue light and it has been applied to human cells. However, the application of a combination of these two systems to zebrafish cell is still not explored. We performed zebrafish gene activation using p65 and VP64 activators in the zebrafish cells (ZF4). Our study demonstrated that we have successfully controlled the transcription level of ASCL1a, BCL6a, and HSP70 genes using blue light-activated CRISPR activation system. The result showed that using this system, mRNA level expression of ASCL1a, BCL6a, and HSP70 genes increased after irradiated under blue light for several hours and significantly different to those which treated in the dark.