CRISPRCas9(クリスパーキャスナイン)とは生物学・心理学やテクノロジーなどの最新研究まとめ。2017.11.11ノーベル賞候補ともいわれるゲノム編集技術。この衝撃的な最新テクノロジーは私たちの社会や生活を大きく変えつつあります。日本語でわかりやすい説明が少ないように思いますので、英科学誌「ネイチャーコミュニケーションズ」の論文などを参考にしながら、ゲノム編集やCRISPR/Cas9(クリスパー・キャスナイン)について、当サイト管理人が理解している範囲で可能な限りわかりやすくまとめてみました。※当記事執筆者はゲノム編集の専門家ではありませんので、学術的により正確・厳密な情報を求められる方は、記事最後に記載している論文など一次資料を直接ご覧下さい。初めにざっくり言いますと、ゲノム編集(遺伝子編集)とは:生物のDNA(遺伝子)の狙った場所を、どこでも非常に正確に改変できる技術のこと。従来の「遺伝子組み換え」とは違うメカニズムを利用しており、より自由に、正確かつ簡単にDNAの挿入や削除ができる。「遺伝子組み換え」の進化バージョンといえる。CRISPR(クリスパー)とは:上記のゲノム編集技術の1つ。簡単で便利に遺伝子を編集できるため、2012年以降、急速に普及している。詳しいメカニズムよりも、ざっくりと全体像を理解したい方は、大変わかりやすい次の動画がおすすめです(日本語字幕つき、難易度:低~中)。Nutshell(日本語字幕つき、難易度:低~中)次は、より詳しい仕組みにも触れた、CRISPRゲノム編集技術の生みの親とも言える科学者ジェニファー・ダウドナ氏によるわかりやすい解説動画です(日本語字幕つき、難易度:中~高)。|TED(日本語字幕つき、難易度:中~高)最後は、日本の農林水産省による大変やさしい解説です(難易度:低)。倫理的問題などには触れていません。原始的な品種改良から遺伝子組み換えを経てゲノム編集にいたる道筋をとてもわかりやすく解説しています。倫理的問題などには触れていません。(日本語、難易度:低)「遺伝子組み換え」では、狙った通り正確に遺伝子を改変できなかった人類ははるか昔から作物や家畜の交配・品種改良などを通して生物の遺伝子を改変してきましたが、直接DNAを操作するようになったのは比較的最近のことです。1970年代に発達した遺伝子組み換え技術では特定の遺伝子を生物に導入することが可能になりましたが、DNAの特定の位置を狙って組み込むことはできないなど、正確性や効率性に難がありました。DNAを切る優れた「ハサミ」が新たに開発され、ゲノム編集の時代へその後、DNAを切る特別な「ハサミ」(=ヌクレアーゼ)が新たにいくつか開発され、遺伝子をより正確な位置で切断できるようになりました(=ゲノム編集)。CRISPR/Cas9この中でも、特にCRISPR/Cas9(クリスパー・キャスナイン)は簡単・便利に使える優れたハサミだったため、ゲノム編集技術が飛躍的に進歩しました。図を改変)ゲノム編集の仕組みの基本原理は、DNAの切断とその後の修復です。ヌクレアーゼ(はさみ)によってDNA二本鎖を切断したあとには、上図の通り、2種類の修復パターンがあります。1切断面同士がそのままくっつくと、特定の遺伝子が破壊されます。目的の遺伝子が挿入されます。これらを利用して、遺伝子を望みどおりに改変します。CRISPR/Cas9(クリスパー・キャスナイン)の基本的な仕組みCRISPR/Cas9システムの模式図CRISPRとは、もともと細菌などが持つ一部のDNA領域のことで、細菌にとってはウイルスに対する免疫システムとして働いています。特定の配列のDNAを切断する働きを持っていたことから、ゲノム編集技術として応用されました。CRISPR/Cas9では、「Cas9」というDNAを切るハサミと、どの場所を切るのかを決めてハサミを導く「ガイドRNA」が協調して働きます。CRISPRではガイドRNAをデザインするだけで、より簡単に、ほぼあらゆるDNA領域を自由に切断・編集できるようになりました。複数の遺伝子を同時に改変することもできます。従来の手法よりも安価で効率的に標的のDNA配列を切断して自由に編集できるというメリットがあり、新しいゲノム編集の手法として急速に普及しています。CRISPR-Cas9遺伝子編集のメカニズム・原理についてヴィジュアル的にわかりやすく解説したアニメーション動画です。beyond”:DNAを切断しない「第2世代」のゲノム編集について、素晴らしいアニメーションでわかりやすく解説しています。(英語のみ、専門的内容)ゲノム編集は「第2世代」へこれまで説明したDNAの切断と修復を利用したゲノム編集の時代から、さらに進歩した技術が現在開発されつつあります(=「第2世代」のゲノム編集)。・DNAを切断することなく標的部位に特定の酵素を運んで、一塩基レベルのより精度の高い編集を行う・遺伝子の翻訳を調節する・蛍光タンパク質を取り付けることで、特定の遺伝子の位置やDNAの3次元構造を視覚化するといったことが可能になるようです。:筋肉を増やしたマダイ「マッスルマダイ」や収量の多いイネ・栄養価の高いトマトなど、ゲノム編集の応用例の他、ゲノム編集食品に対する消費者の懸念が解説されています。ゲノム編集を利用して動植物の遺伝子を効率的に改変することによって、国内ではたとえば、肉付きの良いマダイや、毒のないジャガイモ、収量の多いイネなどが開発されています。した「ゲノム編集食品」については、表示義務や安全性審査などに関して、消費者を交えながら議論が行われているようです。ゲノム編集食品の安全性や表示をめぐり、ニュースが増えてきました。国も全国5カ所で説明会を開いています。品種改良の科学や表示制度の仕組みがよく理解されないまま、報道されているように...gunosy.com(元記事)誤解がいっぱい、ゲノム編集食品の安全性と表示を解説する遺伝子ドライブCRISPRの他の応用例の1つに「遺伝子ドライブ」があります。マラリアを媒介する蚊や、ネズミなど外来の侵入種を絶滅させるなど、生態系を改変できる可能性を持つテクノロジーです。遺伝子ドライブ技術によってマラリアを媒介しない蚊を作り出す方法が解説されています(日本語字幕あり)遺伝子ドライブについては、次の記事で詳しく解説しています。drive)とは、通常のメンデル遺伝の50%の確率を越えて子孫に遺伝子が伝わるシステムのこと。遺伝子ドライブを応用すれば、例えばマラリアを媒介する蚊のような野外の生物個体群を人為的に改変できる可能性がある。遺伝子ドライブの原理・メカニズム・仕組みをわかりやすく簡単に解説。古い(2016年)動画ですが、がん・エイズ・血友病の治療など、ゲノム編集の医療への応用について解説されています。2017年にはヒトの受精卵にCRISPRゲノム編集を用いて、遺伝病の原因遺伝子を修正したとの研究が発表され、話題になりました。2018年には、ついに中国で世界で初めてゲノム編集により赤ちゃんが誕生しており、デザイナーベビー(知能指数や目・髪の色など、親が望むようにDNAを編集した赤ちゃん)の是非など倫理的問題に関する議論を巻き起こしています。「ゲノム編集」で双子女児が誕生か参考動画:TBSニュース|ゲノム編集により中国で双子の赤ちゃんが誕生したことが報道されています。中国で遺伝子編集赤ちゃんが誕生した経緯については次の記事でも触れています。世界初の遺伝子編集ベビーを誕生させた中国研究者、自ら語る【動画】2018年11月、世界で初めて遺伝子編集した双子の赤ちゃんを誕生させたと発表し、倫理的問題などから強い批判を浴びている中国の賀建奎(フー・ジェンクイ)氏本人が、自らの声で語った動画をご紹介。CRISPRによる受精卵のゲノム編集で人間の遺伝子を改変することで、歴史的な一線を越えてしまったその動機・背景とは?darwin-journal.com2019.03.17潜在的な危険性や課題しかし、狙った場所以外のDNAを意図せず損傷させてしまう「オフターゲット効果」という現象が知られているなど、CRISPRゲノム編集の応用・実用化には潜在的なデメリットや課題もあります。技術的には生物兵器の開発などに利用されてしまう危険性も懸念されています。ゲノム編集による意図しない遺伝子変異の例については、以下の記事で取り上げています。ゲノム編集で生まれた角のない牛に細菌DNAの混入が発覚ー意図しない外来遺伝子が導入ゲノム編集で家畜の遺伝子を改変した際に起きた意図しないDNA挿入が、外部機関の調査で見つかったようです。「bioRxiv」の論文によれば、ゲノム編集によって角をなくしたウシの遺伝子をFDA(アメリカ食品医薬品局)が調べた結果、外来の細菌の遺伝子が意図せずにウシのDNAに組み込まれてしまっていたことが発覚したようです。darwin-journal.com2019.09.13テクノロジーは科学者たちの努力により確実に進歩していきますが、それをどのように用いるかは私たち次第です。https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsv/64/1/64_75/_pdf※当記事は新しい情報などを元に今後も更新する可能性があります。英科学誌「サイエンティフィック・リポーツ」に掲載された論文では、男性の性的指向に影響する可能性のある遺伝子領域が特定された。ゲイ・ホモセクシュアルは進化的になぜ存在するのか、その原因・LGBTの生物学にも触れる。フローラなどとして知られる「マイクロバイオーム(微生物叢)」は生物学研究で近年最も注目されているテーマの1つのようです。肥満やうつ病、自閉症などさまざまな病気との関連や、母乳育児や帝王出産による共生微生物への影響、腸内細菌の糞便移植による新しい治療法などについて動画解説を中心にまとめてみました。テクノロジー・AI2018年に話題になった生物学などの最新論文ニュースまとめ10選Altmetric社が発表している2018年に影響力の大きかった論文トップ100の中から、主に生物学に関係する論文10本を出典論文へのリンク付きで紹介。面白いテクノロジー・AIリンゴやコーンを食べるカイコが誕生、ゲノム編集で味覚の遺伝子を破壊ー最新研究カイコの幼虫は、なぜ桑の葉しか食べないのだろう?その原因と考えられる遺伝子が見つかった。米科学誌「プロス・バイオロジー」に掲載された研究では、味覚受容体に関連すると思われる遺伝子をCRISPR/Cas9ゲノム編集技術によって破壊することにより、リンゴやナシ・コーンなどを食べる蚕を作り出すことに成功した。テクノロジー・AI2019年前半に話題になった生物学などの最新論文ニュースまとめ12選2019年前半に世界的に話題になった論文・ニュースをまとめました。生物に関係する話題を中心に、健康・環境・テクノロジーなど、様々な分野の論文を取り上げています。ソースの学術論文の大半は、リンクからオンラインで無料で閲覧できます。2019年の面白い論文・生命科学などの最新研究を一挙にご覧ください。【マラリア解説動画あり】マラリアを媒介する蚊や外来生物などを駆除できる可能性を持つ期待の新技術「遺伝子ドライブ」は、このままだと挫折してしまう可能性がある。学術雑誌「プロス・ジェネティクス」に今週掲載された研究によって、crispr/cas9を用いた遺伝子ドライブに対する「抵抗性」遺伝子の問題が浮彫りになった。コメントをキャンセルメールアドレスが公開されることはありません。45ダーウィン・ジャーナル管理人ダーウィン・ジャーナルにご訪問いただきありがとうございます!管理人のチャールズです。当サイトでは生物学や心理学・テクノロジー分野のクリエイティブ・コモンズの論文を中心に、管理人が個人的に興味を持った世界の最新の研究成果や面白い科学ニュースなどを、できるだけわかりやすくまとめて紹介しています。各分野の専門家ではない管理人が個人で運営しておりますため、恐縮ですが、誤りなどを含んでいる可能性がありますことを予めご了承下さい(参考:免責事項について)。記事中には原則としてソースの学術論文をリンク付きで明記していますので、学術・医療分野などにおける正確性・厳密性を求められる方はそちらを直接ご覧下さいますようお願い致します。誤りについてのご指摘やご意見・ご感想などありましたら、コメント欄に記入あるいはお問い合わせフォームからお気軽にご連絡頂ければ幸いです。45ダーウィン・ジャーナル管理人ダーウィン・ジャーナルにご訪問いただきありがとうございます!管理人のチャールズです。当サイトでは生物学や心理学・テクノロジー分野のクリエイティブ・コモンズの論文を中心に、管理人が個人的に興味を持った世界の最新の研究成果や面白い科学ニュースなどを、できるだけわかりやすくまとめて紹介しています。各分野の専門家ではない管理人が個人で運営しておりますため、恐縮ですが、誤りなどを含んでいる可能性がありますことを予めご了承下さい(参考:免責事項について)。記事中には原則としてソースの学術論文をリンク付きで明記していますので、学術・医療分野などにおける正確性・厳密性を求められる方はそちらを直接ご覧下さいますようお願い致します。誤りについてのご指摘やご意見・ご感想などありましたら、コメント欄に記入あるいはお問い合わせフォームからお気軽にご連絡頂ければ幸いです。(1)スポンサーリンクタイトルとURLをコピーしました。