低分子制御されたsgRNAは、Cas9による大腸菌のゲノム編集制御を可能にする

Small molecule regulated sgRNAs enable control of genome editing in E. coli by Cas9.

• Roman S Iwasaki
• Bagdeser A Ozdilek
• Andrew D Garst
• Alaksh Choudhury
• Robert T Batey

抄録

CRISPR-Cas9 は、幅広い分野での遺伝子編集に大きな進歩をもたらしました。Cas9の有用性をさらに高めるために、そのヌクレアーゼ活性の時間的制御を達成するための努力がなされてきた。異なるアプローチは、哺乳類細胞におけるCRISPR干渉や編集の制御に焦点を当ててきたが、報告されている方法のいずれも、細菌におけるヌクレアーゼ活性の制御を可能にするものではなかった。ここでは、テオフィリンや3-メチルキサンチン（3MX）結合アプタマーとsgRNAを結合させるRNAリンカーを開発し、大腸菌での小分子依存的な編集を可能にした。これらの活性化ガイドRNAは、in vivoでの遺伝子編集の時間的・事後的な制御を可能にします。さらに、CRISPRを介した細菌の組換えの大きな限界であるゲノム切断による宿主細胞の死滅を抑えることができます。

CRISPR-Cas9 has led to great advances in gene editing for a broad spectrum of applications. To further the utility of Cas9 there have been efforts to achieve temporal control over its nuclease activity. While different approaches have focused on regulation of CRISPR interference or editing in mammalian cells, none of the reported methods enable control of the nuclease activity in bacteria. Here, we develop RNA linkers to combine theophylline- and 3-methylxanthine (3MX)-binding aptamers with the sgRNA, enabling small molecule-dependent editing in Escherichia coli. These activatable guide RNAs enable temporal and post-transcriptional control of in vivo gene editing. Further, they reduce the death of host cells caused by cuts in the genome, a major limitation of CRISPR-mediated bacterial recombineering.