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In vitro cellular & developmental biology. Animal2022Feb01Vol.58issue(2)

CRISPR/CAS9およびSSODNを使用した実用的な二連合遺伝子欠失戦略によるNPHP1ノックアウトヒト多能性幹細胞の生成

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

CRISPR/CAS9ゲノム編集は顕著な進歩を遂げ、ライフサイエンスの発展に大きく貢献しました。誘導された多能性幹細胞(IPSC)は、再生医療、薬理学的研究、および遺伝疾患分析にも関連する貢献をしています。ただし、CRISPR/Cas9を一般的には、フレーメシフト変異などのアプローチを使用して、完全な長さまたはほぼ全長の遺伝子欠失を伴う遺伝性疾患を再現するアプローチを使用することを達成することは困難です。さらに、スプライシングと違法な翻訳は、完全なノックアウトを困難にする可能性があります。IPSCの完全長の遺伝子欠失法は、これらの問題を解決する可能性がありますが、そのようなアプローチはまだ報告されていません。この研究では、iPSCSにおける完全長NPHP1遺伝子の正確、二相、および完全な欠失につながる実用的な2段階の遺伝子編集戦略を提示します。CRISPR/CAS9および一本鎖オリゴデオキシヌクレオチドを使用して、主に一本鎖テンプレート修復(SSTR)を介してIPSCを使用しています。私たちの戦略では、SSTRを強化するために選択または物質を必要としないため、従来のノックアウト方法で再現するのが困難な遺伝的障害の分析に使用できます。

CRISPR/CAS9ゲノム編集は顕著な進歩を遂げ、ライフサイエンスの発展に大きく貢献しました。誘導された多能性幹細胞(IPSC)は、再生医療、薬理学的研究、および遺伝疾患分析にも関連する貢献をしています。ただし、CRISPR/Cas9を一般的には、フレーメシフト変異などのアプローチを使用して、完全な長さまたはほぼ全長の遺伝子欠失を伴う遺伝性疾患を再現するアプローチを使用することを達成することは困難です。さらに、スプライシングと違法な翻訳は、完全なノックアウトを困難にする可能性があります。IPSCの完全長の遺伝子欠失法は、これらの問題を解決する可能性がありますが、そのようなアプローチはまだ報告されていません。この研究では、iPSCSにおける完全長NPHP1遺伝子の正確、二相、および完全な欠失につながる実用的な2段階の遺伝子編集戦略を提示します。CRISPR/CAS9および一本鎖オリゴデオキシヌクレオチドを使用して、主に一本鎖テンプレート修復(SSTR)を介してIPSCを使用しています。私たちの戦略では、SSTRを強化するために選択または物質を必要としないため、従来のノックアウト方法で再現するのが困難な遺伝的障害の分析に使用できます。

CRISPR/Cas9 genome editing underwent remarkable progress and significantly contributed to the development of life sciences. Induced pluripotent stem cells (iPSCs) have also made a relevant contribution to regenerative medicine, pharmacological research, and genetic disease analysis. However, knockout iPSC generation with CRISPR/Cas9 in general has been difficult to achieve using approaches such as frameshift mutations to reproduce genetic diseases with full-length or nearly full-length gene deletions. Moreover, splicing and illegitimate translation could make complete knockouts difficult. Full-length gene deletion methods in iPSCs might solve these problems, although no such approach has been reported yet. In this study, we present a practical two-step gene-editing strategy leading to the precise, biallelic, and complete deletion of the full-length NPHP1 gene in iPSCs, which is the first report of biallelic (compound heterozygous) full-gene deletion in iPSCs using CRISPR/Cas9 and single-stranded oligodeoxynucleotides mainly via single-strand template repair (SSTR). Our strategy requires no selection or substances to enhance SSTR and can be used for the analysis of genetic disorders that are difficult to reproduce by conventional knockout methods.

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