ノム編集技術(CRISPR-Cas9:クリスパー・キャス9)のポテンシャルに期待が高まる(depositphotos.com)

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 米オレゴン健康科学大学(OHSU)のPaula Amato氏らの研究チームは、ヒトの受精卵から心疾患の原因となる「遺伝子変異」を除去する実験に成功し、その成果を『Nature』8月2日オンライン版に発表した。

 発表によれば、研究チームは「遺伝性の肥大型心筋症を持つ男性の精子」と「12人の健康な女性の卵子」から作製した受精卵に、特定の遺伝子配列を標的として切り取るゲノム編集技術(CRISPR-Cas9:クリスパー・キャス9)を活用して遺伝子変異の除去を試みたところ、72%の高確率で正常な遺伝子に修復できた。

 遺伝性の肥大型心筋症の発症率は、およそ500人に1人だが、心不全や心臓突然死のリスクが高く、若いアスリートの突然死の原因でもある。

 遺伝性の肥大型心筋症は、「MYBPC3」という原因遺伝子の「正常なコピー」と「変異したコピー」を1つずつ受け継ぐと発症し、患者の子どもは50%の高確率で遺伝子変異を受け継ぐ。

 今回の研究は、受精卵の中でMYPBC3遺伝子の「変異したコピー」を破壊したので、受精卵のDNA修復プロセスが活性化され、遺伝子の「正常なコピー」を鋳型に用いて破壊されたコピーを修復したことになる。

 したがって、受精卵は2つの正常なコピーを持つ胚になったため、この胚を女性の子宮内に移植すれば肥大型心筋症のリスクのない子どもが生まれ、その子孫にもリスクは生じないと考えられる。

 だが、標的とするMYPBC3変異遺伝子以外の遺伝子の働きを意図せずに変化(阻害または活性化)させるオフターゲット効果は確認されなかった。

 今回の成果は、遺伝形式が同じ「嚢胞性線維症」や「BRCA遺伝子変異」によるがんにも応用できる可能性が高いという。

ゲノム編集技術(CRISPR-Cas9)のポテンシャリティ

 米国心臓協会(AHA)スポークスパーソンである米ケンタッキー大学のDonna Arnett氏は「ゲノム編集技術(CRISPR-Cas9)は、遺伝子変異が及ぼす影響を解明するための実験用ツールとして用いられてきた。この研究は、将来的に単一遺伝子疾患の治癒につながる可能性がある」とコメントしている。

 Amato氏は「受精卵の遺伝子を修復する今回の方法は安全と考えられるため、次世代に遺伝性疾患が伝播することを防げる可能性が高い。着床前遺伝子診断と併用すれば、遺伝的に健康な胚を作製できるので、体外受精(IVF)の成功率を向上するだろう」と期待を込める。

 本研究の上席著者であるOHSU胚細胞・遺伝子療法センターのShoukhrat Mitalipov氏は「今後の研究では、安全性の確認と効率の向上に注力した。今後は、ヒトの臨床試験へ進み、修復した胚を用いた妊娠の実現をめざしたい」と話す。

 米国では生殖細胞の遺伝子組換えに関連する臨床試験は認められていないので、公的な助成は得られないが、ゲノム治療が法的に公認されている国で臨床試験が実施される可能性はある。

分子でできたハサミのように用いて標的の配列を切り取る

 さて、今回の遺伝子の破壊に使われたゲノム編集技術(CRISPR-Cas9)は、変異遺伝子のDNA配列に狙いを定め、Cas9というDNA切断酵素を分子でできたハサミのように用いて標的の配列を切り取る遺伝子操作技術だ。

 つまり、DNAを探すリボ核酸(ガイドRNA)と、DNAを切るDNA切断酵素のハサミ、「Cas9」がワンセットになり、DNAをピンポイントで削除し、新しいDNAを組み込むと、DNAの塩基配列が書き変えられる。

 言い換えれば、リボ核酸(ガイドRNA)は、目的のDNAを見つけると、Cas9に知らせる。知らせを受けたCas9は、目的のDNAをピンポイントで削除(ノックアウト)し、新しいDNAを組み込む(ノックイン)するので、DNAが新たに書き変えられるのだ。

 CRISPR-Cas9は、成功率が高く、安定しており、しかも、改変した痕跡が残りにくく、一度に複数のDNAを操作できるため、スピーディかつローコストが大きなメリットだろう。

 現在、CRISPR-Cas9は、特に農水畜産物の品種改良に広く活用されている。たとえば、腐りにくいトマト、病原菌に耐性のあるイネ、肉付きのいいブタ、おとなしく飼いやすい養殖マグロ、通常の個体より大きなタイなどの研究が着々と進んでいる。

 医療分野では、筋ジストロフィー、HIV(ヒト免疫不全ウイルス)、白血病、メンデル性遺伝病、ダウン症などへの遺伝子治療の臨床研究が始まっている。

 さらに京都大学は、難病患者の体細胞からiPS細胞(人工多能性幹細胞)を作り、CRISPR-Cas9によって原因遺伝子を修復し、再生医療への活路も開かれつつある。

 さらに、がん、アルツハイマー病、糖尿病などの生活習慣病などへの応用も有望視されている。

 生物、環境、医療の未来を一新する可能性を秘めたバイオテクノロジーのフロンティア、CRISPR-Cas9。その限りないポテンシャリティに胸が高鳴る。
(文=編集部)