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Front Bioeng Biotechnol.2020;8:698. doi: 10.3389/fbioe.2020.00698.Epub 2020-06-26.

CRISPR-Cas12a-Assisted Genome Editing in

CRISPR-Cas12a-Assisted Genome Editing in .

  • Yajuan Zhou
  • Xinqiang Liu
  • Jiacheng Wu
  • Guoping Zhao
  • Jin Wang
PMID: 32671053 PMCID: PMC7332547. DOI: 10.3389/fbioe.2020.00698.

抄録

U32はリファマイシンSVの工業的生産株であり、その誘導体は長い間抗真菌薬の第一選択薬として使用されてきた。この重要な工業株の遺伝子改変を行うために、過去数十年の間に多くの研究が行われ、我々の研究室では相同組換えに基づく方法が開発されたが、陽性選択には抗生物質耐性遺伝子を用いる必要があり、便利なマーカーレス遺伝子削除には対応していなかった。ここで、本研究では、クラスター化規則的に間隔をあけた短い回文反復(CRISPR)システムを用いて、U32におけるゲノム編集システムを確立した。具体的には、まず、subsp. ()遺伝子をU32ゲノムに組み込み、CRISPR RNA (crRNA)の誘導の下、標的特異的二本鎖DNA (dsDNA)切断 (DsBs)を生成した。そして、この二本鎖DNA切断は、非相同DNAエンドジョイニング(NHEJ)系や相同修復(HDR)系によって修復され、標的遺伝子に不正確な突然変異や正確な突然変異が発生することが期待される。また、今回の研究成果は、CRISPRを用いたゲノム編集システムの開発に光を当てることができるかもしれません。

U32 is an industrial producer of rifamycin SV, whose derivatives have long been the first-line antimycobacterial drugs. In order to perform genetic modification in this important industrial strain, a lot of efforts have been made in the past decades and a homologous recombination-based method was successfully developed in our laboratory, which, however, requires the employment of an antibiotic resistance gene for positive selection and did not support convenient markerless gene deletion. Here in this study, the clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR) system was employed to establish a genome editing system in U32. Specifically, the subsp. () gene was first integrated into the U32 genome to generate target-specific double-stranded DNA (dsDNA) breaks (DSBs) under the guidance of CRISPR RNAs (crRNAs). Then, the DSBs could be repaired by either the non-homologous DNA end-joining (NHEJ) system or the homology-directed repair (HDR) pathway, generating inaccurate or accurate mutations in target genes, respectively. Besides of , the present work may also shed light on the development of CRISPR-assisted genome editing systems in other species of the genus.

Copyright © 2020 Zhou, Liu, Wu, Zhao and Wang.