健康な遺伝子を強化して欠陥のある遺伝子を補う：肥満と戦う新しい方法

CRISPR-Cas9テクノロジーは、近年発見された最も有望な遺伝ツールの 1 つです。そのおかげで、消しゴムや鉛筆を使うのと同じように、DNA を編集して、特定の配列を「切り取って修正」することができます。しかし、その若さは、特に人間において日常的に使用できるほどまだ完成されていないことを意味します。最近、この技術を使って遺伝子操作された二人の女の子の誕生のニュースが、それを行った遺伝学者の無責任さのために、世界の科学界のかなりの部分を大声で叫んだのは、まさにこれが理由だ。 。 実施した。

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CRISPR-Cas9 の誕生と並行して、非常によく似たメカニズムに基づいて、わずかな変更を加えた他のツールも誕生しました。これはCRISPRaの場合に当てはまります。CRISPRa は、DNA を切断するのではなく、何らかの理由で正しく発現されていない遺伝子の発現を促進することによって「遺伝子変化」の出現を促進するからです。

これにより、カリフォルニア大学サンフランシスコ校の科学者チームがサイエンス誌で説明したような実験に不可欠な技術となるいくつかの利点が得られます。これにより、研究者らは、遺伝子変異を持ったマウスの食欲を正常化することに成功しました。遺伝子変異がなければ重度の肥満を引き起こしていたでしょう。

損失の補償

通常の状態では、ヒトゲノムには各遺伝子のコピーが 2 つ含まれており、1 つは父親由来、もう 1 つは母親由来です。余分なコピーは、他のコピーが機能しなくなった場合に備えて「予備の遺伝子」とみなすことができるため、これは有利であると考えられます。しかし、遺伝子の数は 660 以上あることが知られており、そのうちの 1 コピーの突然変異だけで病気を引き起こすのに十分です。これらの遺伝子にはSIM1 と MC4Rがあります。どちらも食欲と満腹感を調節するプロセスに関与しているため、遺伝子の正しいコピーを 2 つ持っている人は、特定の量の食べ物を食べると満腹になり、過食を避けることができます。問題は、これらの遺伝子のいずれかの単一コピーが機能しない場合に起こります。その人は飽くなき食欲を経験し、ほとんどの場合、重度の肥満につながるからです。

彼らは肥満を治療する新しい方法を発見しました

CRISPRa技術は、カリフォルニア大学サンフランシスコ校のジョナサン ワイズマン教授によって開発されました。このため、研究の著者らは、これらの遺伝子の欠陥によって引き起こされる肥満を予防するためのツールとしてそれをすぐに考えるようになりました。そして、CRISPR-Cas9 と同様に、この修飾も特定の DNA 配列を特異的にターゲットにしますが、そこに到達すると何も切断されず、代わりに特定の遺伝子の発現が増強されます。 「私たちが使用しているのは、デッドCas9として知られるものです。これは、DNAを切断する能力はあるものの、DNAに結合する能力を排除する突然変異を持っているからです」と、この研究の主任研究者であるナダフ・アヒトゥフ氏、ナヴニート・マサール氏、クリスチャン・ヴァイス氏はニューロストリームに説明した。 。 「このようにして、私たちはそれを配送トラックのように機能させ、レギュレーターを目的の場所に連れて行き、遺伝子にいつ、どこで、どのレベルで活性化すべきかを指示します。」 CRISPRa の場合、この調節因子は「追加の転写機構」を提供するタンパク質であり、その結果、より多くのメッセンジャー RNAが生成され、DNA からタンパク質に情報を渡す仲介者となります。これにより、正しく機能する遺伝子の活性が高まり、欠陥のある遺伝子の欠如が補われます。

これを肥満に適用できるかどうかを確認するために、研究者らは、 SIM1 遺伝子と MC4R 遺伝子のコピーが 1 つだけ正しく発現されるように改変されたマウスを採取しました。次に、脳内のこれらの食欲を制御する遺伝子の働きを強化するように設計されたCRISPRa 構築物が、ウイルスを介して投与されました。

「肥満は脳の中にある」

10か月間、治療を受けなかった「欠陥のある」マウスとは異なり、治療を受けたマウスにおけるこれらの遺伝子の発現レベルは健康な動物と実質的に同じであることが判明した。さらに、CRISPRaを受けた人は、後者よりも30％から40％痩せていました。

あまり知られていないテクニックの利点

この研究の著者らは、その結果は従来のCRISPR を使用しても得られた可能性があると考えています。ただし、CRISPRa には、より良い選択肢となるいくつかの利点があります。

まず、遺伝子発現を調節する非コード配列のみに焦点を当てることで、 DNA の不要な領域に対する影響がより起こりにくくなります。このようにして、危険な不可逆的な変化の出現も回避されます。

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一方で、解決策のない病気は、 CRISPR-Cas9などの編集技術を使用して治療できる可能性があります。たとえば、遺伝子の欠失によって引き起こされる病気は編集によって解決することはできませんが、CRISPRa は同様の効果で遺伝子を活性化することができます。さらに、このような場合には、1 つのコピーの損失を健全なコピーの発現を増加させることで補うことができるため、役立ちます。

これらの研究結果の成功を受けて、これらの研究者らは、肥満を超えて、同様の起源を持つ他の遺伝性疾患の予防においてもその結果を再現できることを期待している。頭を使って、無責任な措置を講じることなく、CRISPR とそのすべての亜種は、遺伝学、科学、そしてもちろん人類に多くのことをもたらします。