ヒットアンドランターゲットエピジェネティック編集による内因性遺伝子の遺伝性サイレンシング

遺伝子サイレンシングは、遺伝子機能を尋問するのに役立ち、治療用途の可能性を保持しています。ここでは、胚性幹細胞の内因性レトロウイルスのサイレンシング機構を再利用して、エピジェネティクスによって体細胞の3つの高度に発現した遺伝子を安定して沈黙させます。これは、ターゲットの軌跡に結合して相乗するように抑制したヒストンマークとde novo DNAメチル化を指示し、抑圧的なエピジェネティック状態の長期記憶を確保するために、標的軌跡に結合して相乗的になる、標的軌跡の組み合わせを一時的に発現することによって達成されました。ゲノム全体の分析で示されるように、サイレンシングは非常に特異的であり、近くの遺伝子に拡散せずに標的軌跡に鋭く限定され、サイトカイン刺激によって誘発された活性化に耐性があり、標的DNA脱メチル化によってのみ緩和されました。マルチプレックス遺伝子サイレンシング、さまざまなDNA結合プラットフォームを採用し、一次Tリンパ球を含むさまざまな細胞タイプで数千のゲノム遺伝子座を尋問することにより、この技術の携帯性を実証します。ターゲットを絞ったエピゲノム編集は、研究と医学に幅広い応用を備えている可能性があります。

Gene silencing is instrumental to interrogate gene function and holds promise for therapeutic applications. Here, we repurpose the endogenous retroviruses' silencing machinery of embryonic stem cells to stably silence three highly expressed genes in somatic cells by epigenetics. This was achieved by transiently expressing combinations of engineered transcriptional repressors that bind to and synergize at the target locus to instruct repressive histone marks and de novo DNA methylation, thus ensuring long-term memory of the repressive epigenetic state. Silencing was highly specific, as shown by genome-wide analyses, sharply confined to the targeted locus without spreading to nearby genes, resistant to activation induced by cytokine stimulation, and relieved only by targeted DNA demethylation. We demonstrate the portability of this technology by multiplex gene silencing, adopting different DNA binding platforms and interrogating thousands of genomic loci in different cell types, including primary T lymphocytes. Targeted epigenome editing might have broad application in research and medicine.