画期的な単一ステップ法でゲノムの多重編集が可能に

Tokyoグラッドストーン研究所の科学者たちは、ゲノムに複数の正確な変更を同時に加える新しい方法を開発しました。この進歩は、病気の研究や新しい治療法の開発に大きく貢献するでしょう。研究者たちはレトロンと呼ばれる分子を使って、細菌や酵母、ヒト細胞のDNAを効率的に改変できるツールを開発しました。この新しい方法により、現在のゲノム編集技術の限界である、1か所ずつの変更しかできないという問題を乗り越えられるようになります。

重要な点は次のとおりです。

• 新しい手法で一度に複数のゲノム編集が可能に
• レトロンを使用して効率的にDNAを改変
• 細菌、酵母、ヒトの細胞で機能

ゲノム編集は、病気の理解や有害な遺伝子変異を修正する治療法の開発において重要です。現在の手法は、ゲノムの一部のみを個別に変更できるため、非常に時間がかかります。研究者は一つひとつの変更を別々に行わなければならず、多大な労力を要します。

セス・シップマン氏は、グラッドストーン研究所でゲノム技術の進歩を目指して研究を行っていました。2022年には、彼のチームはレトロンとCRISPR-Cas9を組み合わせて、人間の細胞を迅速に編集する方法を開発しました。しかし、依然として大きな課題が残っていました。それは、同時にゲノムの複数の箇所を編集することがまだ可能でなかったことです。

シップマンのチームは「マルチトロン」と呼ばれる技術を開発しました。この技術はNature Chemical Biology誌に詳しく掲載されています。マルチトロンは、複数のDNAフラグメントを同時に生成することができます。細胞に導入されると、マルチトロンは一度に複数のDNA変化を引き起こすため、従来の方法よりも迅速に作業を行うことが可能です。

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シップマン研究所のポストドクター研究員であり、この研究の共著者であるアレハンドロ・ゴンザレス＝デルガド博士によると、従来の方法では、編集を一度に一つずつ行い、毎回新しい変更のために編集済みの細胞を繰り返し使用する必要がありました。このプロセスは非常に時間がかかり、労力を多く必要としていました。しかし、マルチトロンを使用することで、複数の変更を同時に行えるようになり、手順が大幅に簡単になりました。

マルチトロンはゲノムの広範囲を削除することができます。彼らは段階的に削除を行い、標的領域の中央部分を取り除くまで、最終的にその全体のセグメントがなくなるようにします。

チームは、彼らの方法が分子レベルの現象を記録し、代謝工学を改善するためにどのように利用できるかを示しました。過去には、レトロンを使って細胞内での現象や経時変化を追跡していました。現在では、マルチトロンを用いることで、これらの記録がより正確かつ詳細になりました。ゴンサレス-デルガドは、この技術が腸内で炎症のような状態を監視するのに使われる可能性があると述べています。

科学者たちは特別な技術を用いて、代謝経路にある複数の遺伝子を改変しました。これにより、強力な抗酸化物質であるリコピンの生産を3倍に増加させることができました。この方法は産業や医学において有用である可能性を示しています。

シップマン氏と彼のチームは、ゲノム編集技術において大きな進展を遂げました。彼らの方法により、科学者たちは一度に多くの正確な変更を行うことができるようになり、これにより研究のスピードが向上し、複雑な遺伝病の研究および治療に貢献しています。