ガイドRNAの直接捕捉および選択的塩基配列解読によるコンビナトリアル単一細胞CRISPRスクリーニング

単一細胞CRISPRスクリーニングは、哺乳類の遺伝子機能と遺伝子調節ネットワークの探索を可能とする。しかし、この技術の使用には、シングルガイドRNA（sgRNA）の間接的インデキシングに依存するという制約がある。本論文では、単一細胞トランスクリプトームと並行して発現sgRNAの塩基配列解読を行う汎用的なスクリーニング法である直接捕捉Perturb-seq（direct-capture Perturb-seq）を紹介する。直接捕捉Perturb-seqは、個別細胞由来の複数の異なるsgRNA配列の検出を可能とするため、プール型単一細胞CRISPRスクリーニングと二重ガイド発現ベクターを含むコンビナトリアル摂動ライブラリーとを容易に組み合わせることができるようになる。我々は、この方法が、遺伝子相互作用のハイスループット研究に有用であることを実証し、この能力を活用して、コレステロール生合成とDNA修復の間のエピスタシス相互作用を解析した。直接捕捉Perturb-seqでは、1細胞につき複数のsgRNAを用いて別々の遺伝子を標的とすることで、CRISPRの干渉と活性化の効果が高まり、単一細胞スクリーニングへのコンパクトな高活性CRISPRライブラリーの使用が促進されることも示された。最後に、単一細胞RNA-seq実験で得られる有益な転写物の高感度で特異的な塩基配列解読がハイブリダイゼーションによる標的の濃縮で可能となることも明らかになった。