臨床皮膚科68巻11号

2014年10月発行

文献紹介　細菌・古細菌が持つ獲得免疫システム−CRISPR/Cas フリーアクセス

著者： 佐藤美聡¹

所属機関： ¹慶應義塾大学

ページ範囲：P.904 - P.904

文献概要

　細菌などの微生物は，ウイルス(ファージ)感染への対抗手段として，侵入したファージのDNA配列の一部を自らのゲノムに組み込み，その相補配列をガイドとして用いて，再度感染したファージを特異的に認識し破壊する，いわゆる獲得免疫として働く免疫システムCRISPR/Casシステムを保有している．CRISPRとは“Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat”の略で，リピートと呼ばれる短いパリンドローム配列とスペーサーと呼ばれる配列が交互に繰り返されたDNA配列のことである．CRISPRの近傍には，Cas(CRISPR-associated)蛋白ファミリーをコードする遺伝子群が存在する．

　ファージなどの外因性のDNAが挿入されると，Cas複合体は外因性のDNAを認識し，CRISPR座に新しいリピートスペーサーユニットを結合させる．CRISPRのリピートスペーサー配列はpre crRNA(CRISPR-RNA)に転写され，Cas蛋白の複合体によって成熟crRNAにプロセッシングされる．Casと成熟crRNAとの複合体が形成され，crRNAが侵入したファージDNAを特異的に認識するガイドとして働き，侵入したDNAにCas/成熟crRNA複合体が特異的に結合すると，侵入者を分解する．つまり，CRISPR領域のスペーサー配列がファージのDNA配列の一部と同一であれば，細菌は外来性DNAやそこから転写されたRNAを認識し切断できるため，そのファージに耐性となる．スペーサー部分と同一の配列を持つファージには耐性であるが，そこに数塩基の変異が入ったファージに対しては耐性を発揮できないことから，配列特異的に働く獲得免疫システムであることが明らかとなった．

参考文献

Horvath P, Barrangou R:CRISPR/Cas, the Immune System of Bacteria and Archaea. Science 327:167-170, 2010