Integrative Structural Biology Studies on the development for safe and efficient Cas3 genome editing tools

安全高效Cas3基因组编辑工具开发的综合结构生物学研究

• 批准号: 22H02266
• 负责人: 竹下 浩平
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02266/
• 关键词: 構造生物学; ゲノム編集タンパク質; 相関構造解析; ゲノム編集; タンパク質科学; X線結晶構造解析; 小角散乱; 単粒子解析

近年、クラス1タイプIに属するCRISPR-Cas3システムを用いた真核細胞における国産ゲノム編集ツールの開発が進んでいる。クラス2タイプIIのCas9は二本鎖DNAを切断して小さな欠失変異を導入するが、Cas3は、標的DNAと相補的なcrRNAを結合したCascadeが標的DNA領域に結合したサイトに結合し、数百~数キロに渡る大規模欠失変異を導入する。一方で二次的なDNA切断によって予期せぬ欠失変異が懸念される。この二次的なDNA切断活性の発現メカニズムを理解できれば、より安全なゲノム編集ツールとして開発が可能であるが、そのメカニズムは未だ不明である。そのためには、ターゲットDNAのnon-target鎖を特異的に切断するメカニズムと、target鎖を切断する活性や非特異的にCas3近傍の一本鎖DNAを切断する二次的な活性のメカニズムの違いを詳細に理解する必要がある。そしてそれらのメカニズムの使い分けを可能としている構造的特徴を捉え二次的なDNA切断活性を欠損させた新規かつ安全な大腸菌由来Cas3改変体を開発する。本研究では我々が開発した大腸菌由来Cas3の効率的生産システムにより得られた高品質なタンパク質を用い、未だ明らかとなっていない大腸菌由来Cas3の原子分解能での構造解析を行い、機能と密接に関係した構造的特徴を捉える。本研究によって開発された新しいCRISPR-Cas3システムは安全性が担保されると考えられ、新規モデル動物の開発、遺伝子治療研究等に寄与するだけでなく、Cas9関連の知財に係らない国産ゲノム編集ツールの開発を推進するものである。

In recent years, in recent years, many countries have begun to use eukaryotic cells in recent years to complete the CRISPR-Cas3 process. In the second half of this year, II

项目成果

DNA Methyltransferases - Role and Function, 「Domain Structure of the Dnmt1, Dnmt3a, and Dnmt3b DNA Methyltransferases」

DNA 甲基转移酶 - 作用和功能，“Dnmt1、Dnmt3a 和 Dnmt3b DNA 甲基转移酶的结构域”

• 发表时间: 2022
• 作者: Tajima Shoji;Suetake Isao;Takeshita Kohei;Nakagawa Atsushi;Kimura Hironobu;Song Jikui
• 通讯作者: Song Jikui

CRISPR-Cas3の活性化機構についての構造的洞察

CRISPR-Cas3激活机制的结构见解

• 发表时间: 2022
• 作者: 尾松美音;吉見一人;渋村里美;山本雅紀;真下知士;竹下浩平
• 通讯作者: 竹下浩平

汎用的P1'非依存的TEVプロテアーゼの開発

多功能 P1 独立 TEV 蛋白酶的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: 大恵千翔;小杉慎吾;峯岸恭孝;吾郷日出夫;熊坂崇;山本雅貴;竹下浩平
• 通讯作者: 竹下浩平

放射光を用いたSPring-8創薬スクリーニングパイプラインの開発

使用同步辐射开发 SPring-8 药物发现筛选流程

• 发表时间: 2022
• 作者: 坂井直樹;松浦滉明;平田邦生;竹下浩平;奥村英夫;水野伸宏;村上博則;増永拓也;仲村 勇樹;上野剛;馬場清喜;長谷川和也;熊坂崇;山本雅貴
• 通讯作者: 山本雅貴

Domain Structure of the Dnmt1, Dnmt3a, and Dnmt3b DNA Methyltransferases

• DOI: 10.1007/978-3-031-11454-0_3
• 发表时间: 2022-01-01
• 期刊: DNA METHYLTRANSFERASES - ROLE AND FUNCTION, 2 EDITION
• 作者: Tajima, Shoji;Suetake, Isao;Song, Jikui
• 通讯作者: Song, Jikui