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PiggyBac （PB）トランスポゾンシステムは、遺伝子操作されたトランスポザーゼ酵素を用いて、細胞のゲノムに遺伝子を挿入します。これは、天然のPiggyBac（PB）転移因子（トランスポゾン）を基盤としており、「カットアンドペースト」機構によって、染色体とプラスミドなどの遺伝子ベクター間で遺伝子を往復移動させることができます。転移の際、PBトランスポザーゼは、トランスポゾンベクターの両端に位置するトランスポゾン特異的な逆方向末端反復配列（ITR）を認識し、元の部位から内容物を効率的に移動させ、TTAA染色体部位に組み込みます。PiggyBacトランスポゾンシステムの強力な活性により、PBベクター内の2つのITRの間にある目的遺伝子を標的ゲノムに容易に導入することができます。TTAA特異的トランスポゾンであるPiggyBacは、特に昆虫をはじめとする様々な生物種の遺伝子工学において、非常に有用なトランスポゾンとして急速に普及しつつあります。 [ 1 ]これらは1989年にノートルダム大学のマルコム・フレイザーによって発見されました。[ 2 ] [ 3 ] 2010年にスーパーピギーバックと呼ばれるピギーバックトランスポザーゼの超活性バージョンが発見され、特許を取得しました。[ 4 ]スーパーピギーバックは、サイズ制限なしに効率的で安定した遺伝子統合を可能にする超活性トランスポザーゼシステムであり、初代細胞（T細胞など）や幹細胞などのトランスフェクションが困難な細胞に複雑な遺伝子ペイロードを導入するのに理想的であり、感受性または難治性の細胞タイプでの創薬ワークフローを合理化します。[ 5 ]
TTAA 特異的短反復配列要素は、構造と移動特性が類似しているトランスポゾンのグループです。これらの要素は元々 キャベツヨトウで定義されましたが、[ 6 ]他の動物にも共通しているようです。これらは昆虫の形質転換に役立つツールとなる可能性があります。これらの珍しい TTAA 特異的要素の最初の同定は、他のほとんどのクラス II 可動性要素に比べてやや異例な経路で行われました。バキュロウイルスの自然発生的なプラーク形態変異体は、これらのウイルスを TN-368 細胞株で増殖させる際に発生することが観察されました。これらの変異の遺伝学的特徴付けにより、多くの場合、宿主由来の DNA の挿入が関連していることが明らかになり、その一部はトランスポゾンであるように見えました。
バキュロウイルスAcMNPVおよびGmMNPVの少数多角体（FP）遺伝子座内には、いくつかの異なる移動性宿主DNA挿入が同定されている。最も詳細に研究されている挿入は、現在tagalong（旧TFP3）およびpiggyBac（旧IFP2）と命名されているものである。これらの挿入は、ウイルスFP遺伝子座内であろうとウイルスゲノムの他の領域であろうと、TTAA標的部位に対する独特の選択性を示す。これらの要素は両方とも、T. ni由来のpiggyBacおよびtagalong要素、Spodoptera frugiperda由来のIFP1.6およびCarstensの290 bp挿入、そして起源不明のAutographa californica核多角体ウイルスのEcoRI-J,N領域内のトランスポゾン様挿入を含む、TTAA標的部位特異的挿入要素のより大きなファミリーの一部である。
最近では、ヒトゲノムから得られた配列の解析により、piggyBac と配列相同性があり、5' CCY....GGG 3' で終結し、明らかに TTAA 挿入部位を標的とする LOOPER と呼ばれる化石要素が 100 ～ 500 コピー存在することが明らかになった。LOOPER のコンセンサス配列は、ヒトゲノムで同定された個々の配列と平均 77% 類似しており、少なくとも 6000 万年前のものであることを示している。TTAA 挿入部位を標的とし、5' CCC....GGG 3' で終結する 2 つの TTAA 特異的化石反復要素、MER75 および MER85 (ゲノムあたり 2000 コピーと推定) がある。TTAA 特異的可動要素のスーパーファミリーが多様な生物に存在し、piggyBac 関連配列が多様な種に存在する可能性があることを示唆する証拠が蓄積されている。[ 7 ]
トランスポゾンは、逆方向末端反復配列に挟まれたトランスポザーゼ遺伝子から構成される。
PBスーパーファミリートランスポザーゼは、可変N末端ドメイン、触媒DDE三量体ドメイン、および核局在シグナルを持つC末端領域の3つのドメインから構成される。[ 8 ]
明らかに、この遺伝子は幅広い動物で家畜化され、反復配列を失い、その結果、移動性も失われました。これらのコピーが獲得する新しい機能は、正の選択または浄化の選択の兆候を示すほど重要な場合もあります。ヒトでは、これらの遺伝子は次のとおりです。[ 9 ]
PiggyBacトランスポザーゼの超活性型は遺伝子工学目的に適している。[ 10 ]哺乳類（マウス）のコドン使用を最適化して活性を20倍に高めたmPBと呼ばれるバージョンが作成され、 [ 11 ]さらに変異スクリーニングによりmPBの10倍の活性を持つhyPBが生成された。[ 12 ] PiggyBacシステムは、ドキシサイクリン誘導性CRISPR干渉システムなどの大きな遺伝子配列を発現するために成功裏に利用されている。[ 13 ]
piggyBacファミリーの新規メンバーである高活性Mage（MG）トランスポザーゼ（hyMagease）は、様々な哺乳類細胞および初代T細胞において強い転移能を示し、piggyBacと比較して、近傍遺伝子、転写開始部位、CpGアイランド、およびDNaseI高感受性部位への挿入選択性が弱かった。[ 14 ]
これらの要素は、ノートルダム大学のマルコム・フレイザー博士[ 7 ]によってバキュロウイルス変異体における挿入として最初に同定され、当初はIFP（Insertions in FP mutants）と名付けられました。その後、TFP（Transposon in FP）に名前が変更されました。最終的に、聴衆の関心を維持し、ショウジョウバエの遺伝子命名法にいくらか類似性を持たせるために、PiggyBacという名前が採用されました。
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