機能ゲノミクススクリーニング

遺伝子編集や遺伝子サイレンシング、遺伝子調節、次世代シーケンシング（NGS）および表現型スクリーニング技術の発展に伴い、多種多様なモデルシステムを対象とした機能ゲノミクススクリーニングを効率的に実施できるようになっています。

• RNA干渉（RNAi）：長二重鎖RNA（dsRNA）や合成低分子干渉RNA（siRNA）、短ヘアピンRNA（shRNA）を含むいくつかのタイプのRNAi試薬を遺伝子サイレンシングのために使用することができます。これらの試薬は、調節因子（siRNA、dsRNA）を直接取り込んで増殖させる方法、DNAを取り込んでプロモーター駆動型shRNAをエンコードする方法、またはレンチウイルスの構造体（クローンshRNAカセットを含む）を利用するウィルス形質導入法などによって細胞内へ導入されます。dsRNAとsiRNAはアレイ型のハイスループットスクリーニングで使用されますが、shRNAはアレイ型またはプール型のハイスループットスクリーニングで使用され、プール型スクリーニングは次世代シーケンシング（NGS）によるデコンボリューションによって解析が行われます。
• CRISPR-Casシステム：哺乳類細胞のゲノムやトランスクリプトーム、エピゲノムを操作するためにCRISPR（clustered regularly interspaced short palindromic repeat）システムを使用することができます。CRISPR-Cas9遺伝子編集の場合は、ガイドRNAを利用して特定の遺伝子座を対象としてCas9ヌクレアーゼを作用させます。使用する変異型Cas9によっては、フレームシフト変異の導入、転写機構の抑制、発現を活性化する転写因子の導入、特定の点変異の誘導またはエピジェネティックマーカーの変更により、転写産物の産生を遺伝子レベルで制御することができます。RNAiと同様に、CRISPRはRNP複合体としてアレイ型スクリーニングで直接導入することができ、またプラスミドDNAやレンチウイルスはプール型およびアレイ型スクリーニングで利用することができます。機能解析のための遺伝子スクリーニングを考えた場合、CRISPRプール型およびアレイ型ライブラリを利用することによって柔軟なハイスループットスクリーニングを実現することができます。ヌクレアーゼ活性を持たないCRISPRシステムを応用してゲノム調節のスクリーニングを行うことも可能です。このようなシステムでは酵素不活性dCas9を、遺伝子転写を活性化（CRISPRa）または阻害（CRISPRi）する転写エフェクターと組み合わせることによって遺伝子の発現を増加または減少させます。