AAVプラスミドのGOIとは？目的遺伝子とベクター構造を解説

AAV（アデノ随伴ウイルス）ベクターにおいて、GOI（Gene of Interest）とは、目的遺伝子を指します。つまり、AAVベクターを介して標的細胞へ導入し、発現させたり、ノックダウンしたり、その他の機能を発揮させたりすることを目的とした遺伝子または機能性配列です。

一般的な組換えAAV（rAAV）ベクターでは、GOIは通常、2つのITR（Inverted Terminal Repeat：逆方向末端反復配列）の間に配置され、プロモーター、polyAなどの発現調節エレメントとともに、AAVトランスファープラスミド（transfer plasmid）の主要な発現カセットを構成します。

典型的なAAV発現ベクターは、以下のように簡略化して表すことができます。

ITR — Promoter — GOI — polyA — ITR

それぞれの役割は以下のとおりです。

• ITR：AAVゲノムのパッケージングに必要な末端反復配列です。
• Promoter：GOIの転写を開始します。組織特異性や発現量などの要件に応じて、適切なプロモーターを選択します。
• GOI：目的遺伝子、すなわちAAVによって標的細胞へ導入したい遺伝子または機能性配列です。
• polyA：転写終結およびpolyadenylationのシグナルとして機能し、転写産物の安定性などに関与します。

GOIにはどのような配列が含まれる？

GOIは必ずしも1つの完全なタンパク質コード遺伝子だけを意味するわけではありません。研究目的に応じて、さまざまな遺伝子や機能性核酸配列を設計することができます。例えば、以下のようなものがあります。

• タンパク質コード遺伝子：遺伝子の過剰発現や機能補完などに使用します。
• レポーター遺伝子：GFP、mCherry、Luciferaseなど。AAVの導入効率や遺伝子発現を評価するために使用します。
• Creなどの組換え酵素遺伝子：条件付き遺伝子操作などに使用します。
• shRNA、miRNAなどの発現カセット：特定の遺伝子のノックダウンに使用します。
• その他の機能性核酸配列：研究目的に応じて設計されます。

なお、GOIはAAVのカプシドタンパク質をコードするCap遺伝子や、複製に関与するRep遺伝子とは異なります。一般的なrAAV製造では、GOIを含むAAVゲノムはトランスファープラスミドに搭載され、RepやCapなどのパッケージングに必要な機能は通常、別のプラスミドから供給されます。

簡単に言えば、GOIとは「AAVベクターによって標的細胞へ届けたい目的の遺伝子または機能性配列」です。