遺伝子編集の早期成功は遺伝性疾患の予防に期待できる

遺伝子編集の早期成功は遺伝性疾患の予防に期待できる

科学者がヒト胚における単一遺伝子変異の安全な修復を初めて達成

【ラホーヤ】科学者らは初めて、初期段階のヒト胚にある病気の原因となる突然変異を遺伝子編集で修正した。 CRISPR-Cas9システムを使用したこの技術は、胎児発生の初期段階で心臓病の突然変異を修正し、その欠陥が将来の世代に受け継がれないようにした。

で解説されている作品は、 自然 2年2017月XNUMX日に発表されたこの研究は、オレゴン健康科学大学（OHSU）ソーク研究所と韓国の基礎科学研究所との共同研究であり、体外受精（IVF）の結果の改善と一部の疾患の最終的な治癒への道を開く可能性がある。単一遺伝子の突然変異によって引き起こされる何千もの病気。

「幹細胞技術と遺伝子編集の進歩のおかげで、私たちはついに、何百万もの人々に影響を与える可能性がある病気の原因となる突然変異に取り組み始めています」と彼は言います。 フアン・カルロス・イズピスア・ベルモンテ、ソークの遺伝子発現研究所の教授であり、論文の責任著者でもあります。 「遺伝子編集はまだ初期段階にあるため、この予備的な取り組みが安全で効果的であることが判明したとしても、倫理的配慮に最大限の注意を払い、最大限の注意を払って作業を進めることが重要です。」

遺伝子編集ツールには多くの病気を治療できる可能性があるにもかかわらず、生殖細胞系（卵子や精子になる細胞）に意図しない突然変異が導入されることを避けるため、科学者は慎重に作業を進めてきた。 イズピスア・ベルモンテ氏は、ゲノム編集の倫理について語る唯一の資格を持っています。その理由の一部は、 ヒト遺伝子編集委員会 国立科学・工学・医学アカデミーの教授として、2016 年のロードマップの作成に協力しました。ヒトゲノム編集: 科学、倫理、ガバナンス。」 現在の研究の研究は、その文書で行われた推奨事項に完全に準拠しており、OHSU の治験審査委員会と、科学的および倫理的審査のために設置された追加の特別委員会によって確立されたガイドラインに厳密に従っています。

肥大型心筋症（HCM）は、健康な若いアスリートの突然死の最も一般的な原因であり、全体で約 1 人に 500 人が罹患しています。 それは、次のような優性変異によって引き起こされます。 MYBPC3 しかし、手遅れになるまで検出されないことがよくあります。 の変異型コピーを持つ人々は、 MYBPC3 遺伝子が自分の子供にそれを伝える可能性は 50% あるため、胎児の突然変異を修正できれば、罹患した子供だけでなく、その子孫の病気も予防できるでしょう。

研究者らは、HCMの男性から提供された皮膚生検から人工多能性幹細胞を生成し、CRISPR-Cas9に基づく遺伝子編集戦略を開発した。 MYBPC3 修復のための遺伝子。 標的となった変異体 MYBPC3 遺伝子は Cas9 酵素によって切断され、ドナー細胞自身の DNA 修復機構が合成 DNA 配列または変異していないコピーを使用して、次の細胞分裂中に変異を修復できるようになります。 MYBPC3 遺伝子をテンプレートとして使用します。

研究者らは、体外受精技術を使用して、ドナーの精子で新たに受精した健康なドナー卵子に、最高のパフォーマンスを発揮する遺伝子編集コンポーネントを注入した。 次に、初期胚のすべての細胞を単一細胞解像度で分析し、変異がどの程度効果的に修復されたかを確認しました。

科学者たちは、この方法がいかに安全で効率的であるかに驚きました。 高い割合の胚細胞が修復されただけでなく、遺伝子修正により、遺伝子編集の大きな懸念である、検出可能なオフターゲット変異やゲノム不安定性も誘発されませんでした。 さらに研究者らは、胚のすべての細胞で確実に修復が確実に起こるようにするための強力な戦略を開発しました。 (斑点修復により、一部の細胞が突然変異を持ち続ける可能性があります。)

「シャーレ内で培養された患者細胞の成功率は低かったものの、遺伝子修正が、XNUMX コピーの胚では非常に強力であるようであることがわかりました。 MYBPC3 遺伝子が突然変異しているのです」と、ソーク大学のスタッフの科学者であり、この論文の最初の著者の一人であるジュン・ウー氏は言う。 これは、部分的には、CRISPR-Cas9 が仲介した変異遺伝子コピーの酵素的切断の後、胚が独自の修復を開始したためです。 研究チームは、驚くべきことに、提供された合成DNAテンプレートを使用する代わりに、胚が変異部分を修復するために利用可能な健康な遺伝子コピーを優先的に使用することを発見した。 「私たちの技術は、初期胚に特有の DNA 修復反応を利用して、病気の原因となる遺伝子変異を修復することに成功しました」とウー氏は言います。

Izpisua Belmonte と Wu は、これらは有望ではあるものの、非常に予備的な結果であり、意図しない影響が起こらないようにするにはさらなる研究が必要であると強調します。

「私たちの結果は、胚遺伝子編集の大きな可能性を示していますが、利点だけでなくリスクも現実的に評価し続ける必要があります」とイズピスア・ベルモンテ氏は付け加えた。

今後の研究では、この手順の安全性と有効性、および他の変異に対する技術の有効性を評価し続けます。

他の著者には、ソーク研究所の鈴木圭一郎氏が含まれます。 ホン・マー、ヌリア・マルティ＝グティエレス、ヨンミ・リー、エイミー・コスキ、ドンメイ・ジ、葉山智成、リファット・アーメッド、ヘイリー・ダービー、クリスタル・ヴァン・ダイケン、イン・リー、ウンジュ・カン、デヴィッド・バタグリア、サッシャ・A・クリーグ、デヴィッド・M・リー、ダイアナH. ウー、ドン P. ウルフ、スティーブン B. ハイトナー、ポーラ アマト、サンジフ カウル、シューフラト ミタリポフ オレゴン健康科学大学; パク・サンウク、パク・アルム、キム・サンテ、キム・ジンス 韓国基礎科学研究所; キム・デシク ソウル大学; そしてJianhui Gong、Ying Gu、Xun Xuの BGI、中国.

この研究はオレゴン健康科学大学から資金提供を受けました。 基礎科学研究所 G. ハロルド & レイラ Y. マザーズ慈善財団 モクシー財団 レオナM.とハリーB.ヘルムズリー慈善信託, 中国深セン市政府.