マジェスティック

短く追跡可能な統合細胞バーコードによる多重高精度ゲノム編集（MAGESTIC ）は、 CRISPR / Cas技術を基盤としたプラットフォームです。遺伝子編集プロセスをより正確にすることで、CRISPR / Casをさらに改良します。また、編集プロセス中の細胞生存率を最大7倍に高めます。^{[1] [2]}

この技術は、スタンフォード大学と国立標準技術研究所の連合体である生物学計測共同イニシアチブ（JIMB）^[3]と共同で、スタンフォードゲノム技術センターで発明されました。

遺伝子編集は、作物の改良、細菌の改良、患者の疾患原因遺伝子変異の改良など、さまざまな作業に使用されています。編集された細胞株が 1 つだけ必要な場合は、CRISPR/Cas と内因性 DNA 修復効率を組み合わせるだけで、編集された細胞株を得ることができます。ただし、多数の編集をマルチプレックスで導入しようとする場合は、相同組換え修復のより高い効率が必要です。MAGESTIC 技術には複数のコンポーネントがあります。1 つのコンポーネントである LexA-Fkh1 タンパク質は、相同組換え修復の効率を高めるドナー リクルートメント プロセスに関与しています。2 つ目のコンポーネントは、相同組換え修復によって統合される特定の編集をエンコードするドナー DNA とペアになった CRISPRガイド RNAのライブラリです。これは、 ゲノムワイド CRISPR-Cas9 ノックアウト スクリーンの仕組みと同様に、プール内の特定の変異を追跡できるDNA バーコードにリンクされていますが、MAGESTIC は機能喪失編集だけでなく、DNA コドン変更、一塩基多型、インデル、およびその他のタイプの遺伝的変化の導入と追跡も可能にするため、より汎用性があります。DNA 修復効率を改善し、プラスミドベースのハイスループット編集にアレイ合成ガイド ドナー オリゴを使用し、プラスミド バーコードの損失を防ぐためにゲノム バーコードを統合することにより、MAGESTIC は、ゲノム統合された安定した単一コピー バーコードを持つより均一なプールをもたらし、堅牢な表現型解析を可能にします。

プール内の複数のサイトの編集は、効果のない CRISPRガイド RNA、DNA 合成エラー、非相同末端結合との競合、マルチプレックス ライブラリの構築時に発生するその他の課題など、さまざまな要因の影響を受ける可能性があるため、MAGESTIC スクリーニングでは DNA 修復の改善が必要でした。ここで、MAGESTIC のドナー リクルートの機能が役立ちます。MAGESTIC は、CRISPR カットによって生じた DNA 切断部位にドナー DNA を局在させることで、編集効率を高めます。

CRISPR 装置はゲノムの目的の位置を切断し、次に MAGESTIC がドナー DNA をこの切断部位に誘導して、細胞に DNA 切断部位で設計された編集を導入するよう指示します。この技術はドナー リクルートメントと呼ばれ、DNA 切断にリクルートされる 1 つのドメインとドナー DNA に結合する別のドメインを含む融合タンパク質に依存しています。これにより、酵母で高品質で精密な編集プールを生成でき、各細胞には単一の編集と DNA バーコードが含まれます。この技術のドナー リクルートメントの側面は、哺乳類細胞などの追加の細胞タイプでの編集効率を向上させる可能性も秘めています。これは将来、遺伝子治療やその他の治療編集に有益であることが証明されるかもしれません。