遺伝子編集の進歩により、CRISPR技術の適用範囲が広がるとデューク氏は報告
発行日:デューク大学のエンジニア チームは、CRISPR テクノロジーの適用範囲を広げる方法を開発しました。元の CRISPR システムはヒトゲノムの 12.5% のみを標的にすることができましたが、新しい方法ではほぼすべての遺伝子へのアクセスが拡大され、ゲノム工学を通じてより広範囲の疾患を標的にして治療できる可能性があります。
この研究には、ハーバード大学、マサチューセッツ工科大学、マサチューセッツ大学医学部、チューリッヒ大学、マクマスター大学の共同研究者が参加しました。
この作品は10月4日の雑誌に掲載されました ネイチャーコミュニケーションズ.
「CRISPRは特定のDNAを編集するための優れたツールですが、編集できる遺伝子にはまだ制限があります」と同氏は述べた。 プラナム・チャタジー, 生体医工学の助教授。 「オリジナルの CRISPR ツールは、特定のスペーサーが位置する場所に基づいて、すべての DNA 配列のうち約 12.5% しか編集できませんでした。他の 87.5% に突然変異があった場合、運が悪いでしょう。
CRISPR-Cas は、細菌が RNA 分子と CRISPR 関連 (Cas) タンパク質を使用して、侵入ウイルスの DNA を標的にして破壊できるようにする細菌免疫システムです。その発見以来、研究者たちは遺伝子治療やゲノム工学に応用するための新しい CRISPR システムの開発に競ってきました。
ゲノムを編集するために、Cas タンパク質は、酵素を標的の DNA ストレッチに導く RNA 分子と、標的の DNA 配列の直後に続く短い DNA 配列であるプロトスペーサー隣接モチーフ (PAM) の両方を利用します。 Casタンパク質の結合に必要です。
ガイド RNA がその相補的な DNA 配列を見つけ、Cas 酵素が隣接する PAM に結合すると、酵素はハサミのように作用して DNA を切断し、ゲノムに望ましい変化を引き起こします。 最も一般的な CRISPR-Cas システムは、化膿連鎖球菌由来の Cas9 (SpCas9) であり、これには連続する 2 つのグアニン塩基 (GG) の PAM 配列が必要です。
以前の研究では、チャタジー氏と彼のチームは、バイオインフォマティクス ツールを使用して、切断に単一のグアニン塩基 PAM のみを必要とする Sc++ などの新しい Cas9 タンパク質を発見および操作しました。この変更により、研究者はすべての DNA 配列のほぼ 50% を編集できるようになりました。
同時に、ハーバード大学医学部助教授のベンジャミン・クラインスティバー率いるハーバード大学のチャタジー氏の共同研究者らは、SpRYと呼ばれる別の亜種を開発した。 SpRY は PAM を形成する 4 つの DNA 塩基のいずれか 1 つに結合できますが、アデニンとグアニンに対してはより強い親和性を持っていました。
どちらのシステムにも欠点があるため、グループは両方の長所を組み合わせて SpRyc と呼ばれる新しい亜種を作成することにしました。
「この新しいツールを使用すると、はるかに正確にゲノムのほぼ 100% をターゲットにすることができます」とチャタジー氏は述べています。
SpRYc は、標的 DNA 配列の切断においては対応する酵素よりも遅いものの、DNA の特定部分の編集においては従来の両方の酵素よりも効果的でした。 SpRYc は範囲が広いにもかかわらず、SpRY よりも正確でした。
SpRYc の編集機能を確立した後、チームは、標準の CRISPR システムでは治療できない遺伝性疾患に対するこのツールの潜在的な治療用途を調査しました。彼らの最初の検査は、主に若い女性に影響を与える進行性の神経疾患であるレット症候群で、特定の遺伝子に対する 8 つの突然変異のうちの 1 つによって引き起こされます。 2つ目はハンチントン病で、脳のニューロンの変性を引き起こす稀な遺伝性の神経疾患です。研究チームは、SpRYc が以前はアクセスできなかった突然変異を変更することができ、両方の疾患に潜在的な治療の機会を提供できることを発見しました。
「SpRYc には、それを臨床に応用する方法を模索する場合でも、さらに効率化する方法を見つける場合でも、多くの可能性があります」とチャタジー氏は述べています。 「私たちのツールの全機能を探索することを楽しみにしています。」
(C)デューク大学
元の記事の出典: WRAL TechWire