ハイブリッドCas9–Cas12aプラットフォームによる遺伝子相互作用のマッピングおよびエキソン分解能の機能ゲノミクス

哺乳類細胞の遺伝子相互作用（GI）の系統的マッピングおよび大きなゲノム分節の機能解析は、生物医学研究の重要な目標である。この目標達成のため、我々は、CRISPR（clustered regularly interspaced short palindromic repeats）関連ヌクレアーゼ9および12a（Cas9およびCas12a）の共発現とハイブリッドCas9–Cas12aガイドRNAの機械学習最適化ライブラリーを用いたコンビナトリアルな遺伝子操作のためのCRISPRスクリーニング法を紹介する。CHyMErA（Cas Hybrid for Multiplexed Editing and screening Applications）と名付けたこの方法は、Cas9編集やCas12a編集を単独で用いる遺伝子スクリーニングよりも性能が高かった。CHyMErAを用いて哺乳類パラログ遺伝子ペアを除去すると、広範なGIが明らかにされ、通常は機能的重複によって隠されている表現型が見いだされた。化学遺伝学的相互作用スクリーニングにCHyMErAを用いると、mTOR経路の阻害に反応して細胞増殖に影響を及ぼす遺伝子が発見された。さらに、数千件の選択的スプライシング事象を系統的に標的とすることにより、CHyMErAはヒト細胞株の適応度の基礎となるエキソンを特定した。このようにCHyMErAは、GIのマッピング、選択的エキソンなどの大きなゲノム領域の機能解析を行うのに有効なスクリーニング法である。