【図1A】
図1A~Bは、II型CRISPR/Cas系を図示する。図1Aは、gRNAを含むII型CRISPR/Cas系を図示する。
【図1B】
図1A~Bは、II型CRISPR/Cas系を図示する。図1Bは、sgRNAを含むII型CRISPR/Cas系を図示する。
【図2A】
図2A~Fは、57個のsgRNA配列のそれぞれについて、単一ガイドRNA(sgRNA)配列、標的DNA配列、およびsgRNAが結合する標的DNA配列の逆鎖を示す。図2A~Bは、57個のsgRNA配列のそれぞれについて、単一ガイドRNA(sgRNA)配列を示す。
【図2B】
図2A~Fは、57個のsgRNA配列のそれぞれについて、単一ガイドRNA(sgRNA)配列、標的DNA配列、およびsgRNAが結合する標的DNA配列の逆鎖を示す。図2A~Bは、57個のsgRNA配列のそれぞれについて、単一ガイドRNA(sgRNA)配列を示す。
【図2C】
図2A~Fは、57個のsgRNA配列のそれぞれについて、単一ガイドRNA(sgRNA)配列、標的DNA配列、およびsgRNAが結合する標的DNA配列の逆鎖を示す。図2C~Dは、57個のsgRNA配列のそれぞれについて、標的DNA配列を示す。
【図2D】
図2A~Fは、57個のsgRNA配列のそれぞれについて、単一ガイドRNA(sgRNA)配列、標的DNA配列、およびsgRNAが結合する標的DNA配列の逆鎖を示す。図2C~Dは、57個のsgRNA配列のそれぞれについて、標的DNA配列を示す。
【図2E】
図2A~Fは、57個のsgRNA配列のそれぞれについて、単一ガイドRNA(sgRNA)配列、標的DNA配列、およびsgRNAが結合する標的DNA配列の逆鎖を示す。図2E~Fは、57個のsgRNA配列のそれぞれについて、sgRNAが結合する標的DNA配列の逆鎖を示す。
【図2F】
図2A~Fは、57個のsgRNA配列のそれぞれについて、単一ガイドRNA(sgRNA)配列、標的DNA配列、およびsgRNAが結合する標的DNA配列の逆鎖を示す。図2E~Fは、57個のsgRNA配列のそれぞれについて、sgRNAが結合する標的DNA配列の逆鎖を示す。
【図2G】
図2G~Iは、あるsgRNA配列について、単一ガイドRNA(sgRNA)配列、標的DNA配列、およびsgRNAが結合する標的DNA配列の逆鎖を示す。図2Gは、あるsgRNA配列について、単一ガイドRNA(sgRNA)配列を示す。
【図2H】
図2G~Iは、あるsgRNA配列について、単一ガイドRNA(sgRNA)配列、標的DNA配列、およびsgRNAが結合する標的DNA配列の逆鎖を示す。図2Hは、あるsgRNA配列について、標的DNA配列を示す。
【図2I】
図2G~Iは、あるsgRNA配列について、単一ガイドRNA(sgRNA)配列、標的DNA配列、およびsgRNAが結合する標的DNA配列の逆鎖を示す。図2Iは、あるsgRNA配列について、sgRNAが結合する標的DNA配列の逆鎖を示す。
【図2J】
図2J~Lは、16個のsgRNA配列のそれぞれについて、単一ガイドRNA(sgRNA)配列、標的DNA配列、およびsgRNAが結合する標的DNA配列の逆鎖を示す。図2Jは、16個のsgRNA配列のそれぞれについて、単一ガイドRNA(sgRNA)配列を示す。
【図2K】
図2J~Lは、16個のsgRNA配列のそれぞれについて、単一ガイドRNA(sgRNA)配列、標的DNA配列、およびsgRNAが結合する標的DNA配列の逆鎖を示す。図2Kは、16個のsgRNA配列のそれぞれについて、標的DNA配列を示す。
【図2L】
図2J~Lは、16個のsgRNA配列のそれぞれについて、単一ガイドRNA(sgRNA)配列、標的DNA配列、およびsgRNAが結合する標的DNA配列の逆鎖を示す。図2Lは、16個のsgRNA配列のそれぞれについて、sgRNAが結合する標的DNA配列の逆鎖を示す。
【図3】
図3は、USH2A遺伝子のイントロン40に位置するIVS40変異、USH2A遺伝子のイントロン40におけるIVS40変異を編集する結果、およびUSH2A遺伝子のイントロン40におけるIVS40変異を編集しない結果を示す図である。
【図4A】
図4A~Bは、相同組換え修復(HDR)によってゲノムDNAに導入されるIVS40変異を示し、IVS40変異は、ヒトUSH2A遺伝子のイントロン40における一塩基変異(AからG)である。図4Aは、HDRによるゲノムDNAへのIVS40変異の導入を示す。
【図4B】
図4A~Bは、相同組換え修復(HDR)によってゲノムDNAに導入されるIVS40変異を示し、IVS40変異は、ヒトUSH2A遺伝子のイントロン40における一塩基変異(AからG)である。図4Bは、ヒトUSH2A遺伝子のイントロン40における一塩基変異(AからG)としてのIVS40変異を示す。
【図5A】
図5A~Bは、いくつかのUSH2A IVS40変異ターゲティングsgRNAの結合領域、ならびにUSH2A IVS40変異ターゲティングsgRNAのそれぞれについて、オンターゲットおよびオフターゲット編集効率を示す。図5Aは、USH2A遺伝子のIVS40変異の周囲のいくつかのsgRNAスペーサー領域(配列番号5321、5323、5325、5327、および5328)の結合領域を示す。先端は、ゲノムDNAにおいてPAM配列に隣接する領域である。
【図5B】
図5A~Bは、いくつかのUSH2A IVS40変異ターゲティングsgRNAの結合領域、ならびにUSH2A IVS40変異ターゲティングsgRNAのそれぞれについて、オンターゲットおよびオフターゲット編集効率を示す。図5Bは、図5Aに示されるUSH2A IVS40変異ターゲティングsgRNAのそれぞれについて、オンターゲットおよびオフターゲット編集効率を示す。
【図6A】
図6A~Cは、(1)SpCas9またはSaCas9と会合し、(2)IVS40変異とオーバーラップするか、IVS40変異の上流に結合するか、またはIVS40変異の下流に結合するかのいずれかである、sgRNAについて、IVS40変異に対する位置、IVS40ヌクレオチドに対する位置、およびオンターゲット編集効率を示す。IVS40ヌクレオチドに対する位置について、-8-(+11)は、sgRNAが、IVS40変異の8ヌクレオチド上流の位置からIVS40の11ヌクレオチド下流の位置の間に結合することを示す。IVS40ヌクレオチドに対する位置について、-571-590は、sgRNAが、IVS40変異の571ヌクレオチド上流の位置からIVS40の590ヌクレオチド上流の位置の間に結合することを示す。IVS40ヌクレオチドに対する位置について、+744-763は、sgRNAが、IVS40変異の744ヌクレオチド下流の位置からIVS40の763ヌクレオチド下流の位置の間に結合することを示す。図6A~Bは、SpCas9と会合し、(1)IVS40変異とオーバーラップするか、(2)IVS40変異の上流に結合するか、または(3)IVS40変異の下流に結合するかのいずれかである、52個のsgRNAのそれぞれについて、IVS40変異に対する位置、IVS40ヌクレオチドに対する位置、およびオンターゲット編集効率を示す。
【図6B】
図6A~Cは、(1)SpCas9またはSaCas9と会合し、(2)IVS40変異とオーバーラップするか、IVS40変異の上流に結合するか、またはIVS40変異の下流に結合するかのいずれかである、sgRNAについて、IVS40変異に対する位置、IVS40ヌクレオチドに対する位置、およびオンターゲット編集効率を示す。IVS40ヌクレオチドに対する位置について、-8-(+11)は、sgRNAが、IVS40変異の8ヌクレオチド上流の位置からIVS40の11ヌクレオチド下流の位置の間に結合することを示す。IVS40ヌクレオチドに対する位置について、-571-590は、sgRNAが、IVS40変異の571ヌクレオチド上流の位置からIVS40の590ヌクレオチド上流の位置の間に結合することを示す。IVS40ヌクレオチドに対する位置について、+744-763は、sgRNAが、IVS40変異の744ヌクレオチド下流の位置からIVS40の763ヌクレオチド下流の位置の間に結合することを示す。図6A~Bは、SpCas9と会合し、(1)IVS40変異とオーバーラップするか、(2)IVS40変異の上流に結合するか、または(3)IVS40変異の下流に結合するかのいずれかである、52個のsgRNAのそれぞれについて、IVS40変異に対する位置、IVS40ヌクレオチドに対する位置、およびオンターゲット編集効率を示す。
【図6C】
図6A~Cは、(1)SpCas9またはSaCas9と会合し、(2)IVS40変異とオーバーラップするか、IVS40変異の上流に結合するか、またはIVS40変異の下流に結合するかのいずれかである、sgRNAについて、IVS40変異に対する位置、IVS40ヌクレオチドに対する位置、およびオンターゲット編集効率を示す。IVS40ヌクレオチドに対する位置について、-8-(+11)は、sgRNAが、IVS40変異の8ヌクレオチド上流の位置からIVS40の11ヌクレオチド下流の位置の間に結合することを示す。IVS40ヌクレオチドに対する位置について、-571-590は、sgRNAが、IVS40変異の571ヌクレオチド上流の位置からIVS40の590ヌクレオチド上流の位置の間に結合することを示す。IVS40ヌクレオチドに対する位置について、+744-763は、sgRNAが、IVS40変異の744ヌクレオチド下流の位置からIVS40の763ヌクレオチド下流の位置の間に結合することを示す。図6Cは、SaCas9と会合し、(1)IVS40変異の上流に結合するか、または(2)IVS40変異の下流に結合するかのいずれかである、16個のsgRNAのそれぞれについて、IVS40変異に対する位置、IVS40ヌクレオチドに対する位置、およびオンターゲット編集効率を示す。
【図7A】
図7A~Fは、IVS40変異の上流への第1のsgRNAの結合およびIVS40変異の下流への第2のsgRNAの結合、ならびに二重sgRNAを使用して得られる5つの可能性のある編集結果を示す。図7Aは、IVS40変異の上流への第1のsgRNAの結合、およびIVS40変異の下流への第2のsgRNAの結合を示す。
【図7B】
図7A~Fは、IVS40変異の上流への第1のsgRNAの結合およびIVS40変異の下流への第2のsgRNAの結合、ならびに二重sgRNAを使用して得られる5つの可能性のある編集結果を示す。図7Bは、IVS40変異を含む編集されていないゲノムDNAを示す。
【図7C】
図7A~Fは、IVS40変異の上流への第1のsgRNAの結合およびIVS40変異の下流への第2のsgRNAの結合、ならびに二重sgRNAを使用して得られる5つの可能性のある編集結果を示す。図7Cは、(1)IVS40変異の上流に結合する第1のsgRNAまたは(2)IVS40変異の下流に結合する第2のsgRNAのいずれかによる、ゲノムDNAの編集を示す。
【図7D】
図7A~Fは、IVS40変異の上流への第1のsgRNAの結合およびIVS40変異の下流への第2のsgRNAの結合、ならびに二重sgRNAを使用して得られる5つの可能性のある編集結果を示す。図7Dは、(1)IVS40変異の上流に結合する第1のsgRNAおよび(2)IVS40変異の下流に結合する第2のsgRNAの両方によるものであるが、編集が欠失をもたらさない、ゲノムDNAの編集を示す。
【図7E】
図7A~Fは、IVS40変異の上流への第1のsgRNAの結合およびIVS40変異の下流への第2のsgRNAの結合、ならびに二重sgRNAを使用して得られる5つの可能性のある編集結果を示す。図7Eは、(1)IVS40変異の上流に結合する第1のsgRNAおよび(2)IVS40変異の下流に結合する第2のsgRNAの両方によるものであり、編集が欠失をもたらす、ゲノムDNAの編集を示す。
【図7F】
図7A~Fは、IVS40変異の上流への第1のsgRNAの結合およびIVS40変異の下流への第2のsgRNAの結合、ならびに二重sgRNAを使用して得られる5つの可能性のある編集結果を示す。図7Fは、(1)IVS40変異の上流に結合する第1のsgRNAおよび(2)IVS40変異の下流に結合する第2のsgRNAの両方によるものであるが、編集が欠失をもたらさない、ゲノムDNAの編集を示す。代わりに、編集は、逆転をもたらす。
【図8】
図8は、ddPCRを使用して、欠失の定量分析を行うためのスキームである。
【図9A】
図9A~Bは、選択された異なる二重sgRNAについて、欠失の頻度および結果として得られる欠失のサイズを示す。それぞれの二重sgRNAを構成する図9A~Bに含まれるsgRNAは、SpCas9と会合する。図9Aは、選択された異なる二重sgRNAについて、欠失の頻度および結果として得られる欠失のサイズを示す表である。
【図9B】
図9A~Bは、選択された異なる二重sgRNAについて、欠失の頻度および結果として得られる欠失のサイズを示す。それぞれの二重sgRNAを構成する図9A~Bに含まれるsgRNAは、SpCas9と会合する。図9Bは、選択された異なる二重sgRNAについて、欠失の頻度および結果として得られる欠失のサイズを示すグラフである。
【図10】
図10は、SaCas9と会合するsgRNAをコードするように操作することができる、pAAV-U6プラスミドを示す。
【図11A】
図11A~Bは、選択された異なる二重sgRNAについて、欠失の頻度および結果として得られる欠失のサイズを示す。それぞれの二重sgRNAを構成する図11A~Bに含まれるsgRNAは、SaCas9と会合する。図11Aは、選択された異なる二重sgRNAについて、欠失の頻度および結果として得られる欠失のサイズを示す表である。
【図11B】
図11A~Bは、選択された異なる二重sgRNAについて、欠失の頻度および結果として得られる欠失のサイズを示す。それぞれの二重sgRNAを構成する図11A~Bに含まれるsgRNAは、SaCas9と会合する。図11Bは、選択された異なる二重sgRNAについて、欠失の頻度および結果として得られる欠失のサイズを示すグラフである。
【図12A】
図12A~Cは、スプライシングレポータープラスミドであるpET01;2つの異なるUSH2A DNAインサートの概略図;ならびに2つの異なるスプライスレポータープラスミドのうちの1つおよび4つの異なるUSH2A IVS40変異ターゲティングsgRNAのうちの1つをトランスフェクトしたHEK 293 SpCas9陽性細胞のmRNAから増幅させたRT-PCR産物のゲル画像を示す。図12Aは、スプライシングレポータープラスミドpET01を示す。
【図12B】
図12A~Cは、スプライシングレポータープラスミドであるpET01;2つの異なるUSH2A DNAインサートの概略図;ならびに2つの異なるスプライスレポータープラスミドのうちの1つおよび4つの異なるUSH2A IVS40変異ターゲティングsgRNAのうちの1つをトランスフェクトしたHEK 293 SpCas9陽性細胞のmRNAから増幅させたRT-PCR産物のゲル画像を示す。図12Bは、2つの異なるUSH2A DNAインサート(変異体イントロン40の一部または野生型イントロン40の一部)およびインサートの周囲のベクターエレメントを示す。対応するRNAスプライス産物(変異体スプライス産物または野生型スプライス産物)もまた、示される。
【図12C】
図12A~Cは、スプライシングレポータープラスミドであるpET01;2つの異なるUSH2A DNAインサートの概略図;ならびに2つの異なるスプライスレポータープラスミドのうちの1つおよび4つの異なるUSH2A IVS40変異ターゲティングsgRNAのうちの1つをトランスフェクトしたHEK 293 SpCas9陽性細胞のmRNAから増幅させたRT-PCR産物のゲル画像を示す。図12Cは、2つの異なるスプライスレポータープラスミド(変異体イントロン40の一部を含むプラスミドまたは野生型イントロン40の一部を含むプラスミド)のうちの1つ、ならびに4つの異なるUSH2A IVS40変異-ターゲティングsgRNA(5321、5323、5325、または5327を含むsgRNA)のうちの1つをトランスフェクトした、HEK 293 SpCas9陽性細胞のmRNAから増幅させたRT-PCR産物のゲル画像を示す。
【図13A】
図13A~Cは、青色蛍光タンパク質(BFP)スプライシングレポーターアッセイに使用した構築物、ならびにゲノム編集が、構築物およびそれによるBFP遺伝子発現に対して有し得る、可能性のある効果を示す。図13Aは、ホスホグリセリン酸キナーゼプロモーターを使用した、BFPを発現する構築物を示す。BFP遺伝子は、BFP ORFの上流に、USH2A遺伝子のイントロン40野生型配列の一部を含む。BFPの発現が、予測される。
【図13B】
図13A~Cは、青色蛍光タンパク質(BFP)スプライシングレポーターアッセイに使用した構築物、ならびにゲノム編集が、構築物およびそれによるBFP遺伝子発現に対して有し得る、可能性のある効果を示す。図13Bは、ホスホグリセリン酸キナーゼプロモーターを使用した、BFPを発現する構築物を示す。BFP遺伝子は、BFP ORFの上流に、USH2A遺伝子のイントロン40のIVS40変異体配列の一部を含む。BFPの発現は、予測されない。
【図13C】
図13A~Cは、青色蛍光タンパク質(BFP)スプライシングレポーターアッセイに使用した構築物、ならびにゲノム編集が、構築物およびそれによるBFP遺伝子発現に対して有し得る、可能性のある効果を示す。図13Cは、図13Bからの構築物を、ゲノム編集前の第1の構成およびゲノム編集後の第2の構成で、示す。ゲノム編集後には、BFPの発現が予測される。
【図14】
図14は、BFPスプライシングレポーターアッセイに供した後に、BFPを発現した生細胞のパーセントを示す。単一sgRNAおよび二重sgRNAを使用した編集戦略のデータが、示される。sgRNAは、SpCas9と対にした。
【図15】
図15は、BFPスプライシングレポーターアッセイに供した後に、BFPを発現した生細胞のパーセントを示す。二重sgRNAを使用する編集戦略のデータが、示される。これらのsgRNA対を、SaCas9と対にした。
【図16】
図16は、BFPスプライシングレポーターアッセイに供した後に、BFPを発現したGFP陽性細胞のパーセントを示す。単一sgRNAおよび二重sgRNAを使用する編集戦略のデータが、示される。これらのsgRNAは、SpCas9またはSaCas9のいずれかと対にした。編集の陰性対照もまた、示される。
【図17A】
図17A~Bは、USH2A転写物のddPCRアッセイにおいて使用されるプライマーおよびプローブによって結合される部位を示す。図17Aは、IVS40変異体USH2A遺伝子から転写されるmRNAの配列を示す。プライマーおよびプローブが対応するcDNAに結合する位置もまた、示される。
【図17B】
図17A~Bは、USH2A転写物のddPCRアッセイにおいて使用されるプライマーおよびプローブによって結合される部位を示す。図17Bは、野生型USH2A遺伝子(または編集されたUSH2A遺伝子)から転写されるmRNAの配列を示す。プライマーおよびプローブが対応するcDNAに結合する位置もまた、示される。
【図18】
図18は、本開示によるゲノム編集に供された、IVS40変異体細胞における修正された転写物および修正されていない転写物のパーセントを示す。単一sgRNAおよび二重sgRNAを使用した編集戦略のデータを、示す。これらのsgRNAは、SpCas9と対にした。陰性対照もまた、示される。