CRISPRとRNAiの違いとは?

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CRISPRとRNAiの大きな違いは、CRISPRが遺伝子ノックアウトに関与するのに対し、RNAiは遺伝子ノックダウンに関与する点です。

さらに、CRISPRはDNA配列に干渉するのに対して、RNAiはmRNAに干渉する。

CRISPRとRNAiは、様々なバイオテクノロジー実験において遺伝子サイレンシングに用いられる2種類のアプローチです。

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CRISPRとは

CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)は、細菌を含む原核生物のゲノムに自然に存在するDNA配列の一群であり、原核生物に感染するウイルスに由来する。

これらの反復配列は、原核生物に感染するウイルスに由来している。

そのため、類似したDNA配列を認識することができ、その後の感染でウイルスから類似したDNA配列を破壊することができる。

このように、CRISPRは原核生物における抗ウイルス防御システムとなっている。

ここでは、Cas9(CRISPR-associated protein 9)と呼ばれる酵素が、CRISPRをガイド配列として、相補鎖を認識し、相補鎖を切断する。

図1:分子ツールとしてのCRISPR-Cas9は、標的の二本鎖DNA切断を導入する。

しかし、CRISPR-Cas9システムは、バイオテクノロジー製品の開発や遺伝子疾患の治療を目的としたゲノム編集ツールとして利用されている。

ここでは、このプロセスによって遺伝暗号が変更され、その結果、遺伝子がノックアウトされる。

これは、遺伝子を永久的に沈黙させ、その機能を完全になくすものです。

そのために、部位特異的な20ヌクレオチドの単一ガイドRNA(sgRNA)を用いて、Cas9を認識し、標的遺伝子座に到達させる。

そして、Cas9はDNAの両端を切断し、二本鎖切断をもたらす。

What is the Difference Between CRISPR and RNAi 図2:CRISPER-Cas9によるゲノム編集

その後、非相同末端結合(NHEJ)または相同組換え(HR)により、2本鎖を再結合し、両端の間にドナーDNAを挿入することができる。

NHEJとHRはどちらも遺伝子をノックアウトすることになる。

RNAiとは

RNAi (RNA interference) は、標的mRNAを分解することにより、遺伝子の発現を転写後レベルで制御する生物学的プロセスです。

逆遺伝学において、遺伝子の機能を研究するために最も広く用いられているアプローチの一つです。

ここで、このプロセスに関与する小分子RNAは、主にマイクロRNA(miRNA)と小分子干渉RNA(siRNA)の2種類です。

また、RNAiに関与する小分子RNAのうち、miRNAの機能を模倣したものに、ショートヘアピンRNA(shRNA)があります。

しかし、shRNAは送達システムによって人為的に導入する必要がある

miRNAもshRNAも、small RNAの配列と相補的な標的mRNAとハイブリダイゼーションすることで、二本鎖RNAを形成する。

図3: RNAiの概念図

次に、ダイサーと呼ばれる酵素がRNA二重鎖と結合し、20-25ヌクレオチドの長さの小さな二本鎖RNA複合体に切断する。

この小さな複合体はsiRNAと呼ばれ、RISC(RNA-induced silencing complex)と呼ばれる別の複合体に結合する。

最後に、Ago2(Argonaute 2)と呼ばれるRISCの触媒成分が、siRNA二重鎖の中のmRNA鎖を切断する。

したがって、このプロセスによって遺伝子の発現が抑制されることになる。

したがって、RNAiを用いれば、RNAレベルで遺伝子を一時的に沈黙させることが可能である

したがって、遺伝子をノックダウンするためのツールになる。

さらに重要なことは、ここでの機能喪失は可逆的であるということだ。

CRISPRとRNAiの類似性

  • CRISPRとRNAiは、バイオテクノロジーにおける遺伝子サイレンシング実験に使用される2つのアプローチです。
  • 主な機能は、遺伝子の発現を停止させることです。
  • また、遺伝子の機能研究や遺伝性疾患の治療にも重要です。

CRISPRとRNAiの違いについて

定義

CRISPRとは、ゲノム編集技術CRISPR-Cas9の基盤となる細菌防御システムの特徴を指し、RNAiとは、RNA分子が標的のmRNA分子を中和することで、遺伝子の発現や翻訳を阻害する生物学的プロセスを指す。

これが、CRISPRとRNAiの根本的な違いです。

で見つかりました。

CRISPRとRNAiのもう一つの違いは、CRISPRシステムは原核生物に自然に存在し、RNAiは多くの真核生物に自然に存在することである

意義

CRISPRとRNAiの大きな違いは、CRISPRが遺伝子のノックアウトに関わるゲノム編集技術であるのに対し、RNAiは遺伝子発現のノックダウンに関わる転写後制御の一形態である点です。

適用範囲

また、CRISPRはDNAレベルで適用されるのに対し、RNAiはRNAレベルで適用される。

したがって、この点もCRISPRとRNAiの違いです。

期間

さらに、CRISPRとRNAiのもう一つの違いは、CRISPRは遺伝子を永久的にサイレンシングするのに対して、RNAiは遺伝子を一時的にサイレンシングすることである

コスト

また、CRISPERが高コストであるのに対し、RNAiは低コストを連想させる。

感度

CRISPRのoff-target効果は低く、RNAiは高い確率でoff-target効果を連想させる。

この点もCRISPRとRNAiの違いです。

結論

CRISPRは、遺伝子のノックアウトを行うゲノム編集ツールです。

DNAレベルで適用され、永久的な遺伝子サイレンシング効果をもたらす。

これに対し、RNAiは転写後レベルで遺伝子発現を制御する細胞内メカニズムです。

そのため、RANレベルで適用され、mRNAを分解することで遺伝子発現を一時的にノックダウンする。

したがって、CRISPRとRNAiの大きな違いは、それぞれのアプローチによってもたらされる遺伝子サイレンシングの効果の種類にある。

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