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ノーベル賞が来年でもおかしくはない、「クリスパー・キャス」の進化

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11月28日号の有力科学誌サイエンス誌にクリスパー・キャス(CRISPR/Cas)システムの発見者として名高いシャルパンティエ(Charpentier)さんとダウドナ(Doudna)さんが「クリスパー・キャス9によるゲノム工学の最前線(The new frontier of genome engineering with CRISPR-Cas9)」という総説論文を発表している。

ノーベル賞が視野に入ってきたのだろう。

私ももう時間の問題だと思う。来年でも全くおかしくない(医療分野で必携、進化する「クリスパー・キャス」、いまや知らぬは「もぐり」?を参照)。

優れた研究は予想もしないスピードで

iPSもそうだったが、優れた技術は多くの研究者のインスピレーションを刺激し、開発者が予想もしなかったスピードで拡大する。
これに対し開発者も、本家としての経験に裏付けられた新しい方向性を提示する。

そんな素晴らしい競争が今進んでいることを、今回紹介する論文を読んで実感した。

意表を突く研究

この技術の開発者の一人ダウドナさんの研究室からの論文で、12月11日号の有力科学誌ネイチャー誌に掲載された。
「え!こんな使い方もあるのか」と思わず膝を打つ意表を突かれた研究だ。

タイトルは「CRISPR/Cas9によるプログラム可能なRNA認識と切断(Programmable RNA recognition and cleavage by CRISPR/Cas9)」だ。
この分野の研究とは一味も二味も違っている。

生物を編集する

まず、遺伝子(DNA)の編集ではなく。RNA編集にこのクリスパー・キャスの仕組みが使えるかを調べている。

生物の体の中では、細胞の中の核にあるDNAを型にして、RNAにいったん転写されて、タンパク質が作られている。

この中間のRNAをコントロールできれば、これまでとは全く発想の違う生物学が実現するかもしれない。

実験では生きた細胞を全く使わない。試験管内の生化学的研究となっている。

論文の隅々にクリスパー・キャスの仕組みについての生化学を知り尽くしていることがひしひしと伝わってくる。

DNAだけではない用途

DNAにしか働かないと考えられていたクリスパー・キャスがRNAと結合し、しかも切断にも機能するための条件を探っている。

実際には、「PAM」と呼ばれている印を標的として、クリスパー・キャスは1本のDNAの鎖によってRNAに結合することができる。導かれるような形でPAMの上流の部分を正確に切断する。

すなわち、うまく条件を設定すればクリスパー・キャスシステムを使ってRNAを編集することも可能であることが示された。

あとは、RNAとさらにうまく結合するための条件や、ガイドになるRNAの役割など、従来のDNAとは異なるRNAを相手とした新しい化学反応に適用していくための条件検討が行われている。詳細は割愛する。

「動いているDNA」を特定できる

要するに、DNAを標的にするのとほぼ同じメカニズムでクリスパー・キャスはRNAに対応できると示されている。
その上で、RNAを対象にすることで生まれる、DNAにない特性をうまく生かした使い方の開発を行っている。

特に、RNAを切断はしないが、結合は保たれるように調整ができる。細胞から抽出したRNAの中から目的のRNAだけを選んで、引き上げることも簡単にできる可能性がある。細胞の中で転写が起こっているRNAの全体像を新しい方法でつかむことができる。

いわば「動いているDNA」を特定できるわけだ。

同じような考え方のRNAを取り出す方法は既に開発されていたが、今回紹介した方法ははるかに簡便で、精度が高い。
おそらく、最終的にはこの方法に置き換わっていくだろう。

プロの仕事を理解する

一般の方にこのプロの仕事を的確に伝えるのは難しいかもしれない。プロの仕事とは何かを理解するには最適の仕事だと感心している。

繰り返すが、ノーベル賞は時間の問題だろう。

文献情報

O’Connell MR et al.Programmable RNA recognition and cleavage by CRISPR/Cas9.Nature. 2014;516:263-6.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25274302

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