トランスフェクション・遺伝子編集

一般的なトランスフェクション法

• 脂質およびリポソーム：カチオン性脂質は導入するDNAまたはRNAを包み込むリポソームを形成します。これらのリポソームは細胞膜と融合して、核酸を細胞内に放出します。
• リン酸カルシウム：リン酸カルシウムはDNAの細胞表面への結合を促進し、遺伝物質はエンドサイトーシスによって細胞内に侵入できます。
• カチオン性ポリマー：ポリマーベースのトランスフェクションでは、外来性DNAはポリエチレンイミン（PEI）などのカチオン性ポリマーと複合体を形成し、エンドサイトーシスによって宿主細胞内に侵入します。
• レンチウイルスの形質導入：改変したレンチウイルスベクターを細胞に感染させます。このベクターは、宿主ゲノムに移送し挿入させるために、ウイルスRNAが二本鎖DNAに変換されています。
• マイクロインジェクション：まず、顕微鏡下で標的細胞に位置を合わせます。次に、ガラス製の細いキャピラリーニードルを使って、核酸を細胞質又は核に直接注入します。
• エレクトロポレーション：細胞膜を不安定化させる高強度の電流に細胞をばく露し、遺伝子導入のために透過性を高めます。

トランスフェクションは、複雑な生物学的プロセスの解明や、遺伝子治療の可能性のため、遺伝子編集およびサイレンシングに日常的に用いられています。

• CRISPR-Casシステムは、CRISPR（クリスパー：反復クラスター座位であるClustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeatsの略）をCas（CRISPR -associated ）エンドヌクレアーゼとともに用いる細菌の防御機構を利用したシステムで、in vivoでゲノムDNAの狙った位置を切断し、さらに遺伝子を除去または置換します。
• 遺伝子操作で作成されたジンクフィンガーヌクレアーゼ（ZFN）は、DNA結合ドメインとエンドヌクレアーゼで構成され、遺伝子編集する標的部位でDNAを切断します。
• ショートヘアピンRNA（shRNA）や低分子干渉RNA（siRNA）などのRNA干渉（RNAi）試薬は、遺伝子サイレンシングにおいて、転写を抑制する、もしくは配列特異的なRNA分解過程を活性化することで、遺伝子の転写レベルを抑制します。