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ゲノム編集の最新ニュース（2024年4月：医学・遺伝子工学②）
2024.09.28
Index
- アメリカ
- 1.In Vivo 遺伝子編集により医療の宝物へのアクセスが可能に
- 2.プリンストン大学、CRISPRベースの「プライムエディティング」向上に成功
- 3.CRISPR技術を用いたキスバグの遺伝子編集が初めて成功
- 4.効率的なシングルヌクレオチド編集のためのTnpBの柔軟なTAM要件
- 5.ノーベル賞受賞者ドウドナ氏、遺伝子編集のアクセス拡大を強調
- 6.バナナ疫病と闘うノースカロライナの温室
- 7.RegeneronとMammoth BiosciencesがCRISPR遺伝子編集のコラボレーションを開始
- 8.実験室で栽培された「ミニリン」は大きな進歩を遂げた
- 9.Moderna、Metagenomiとの30億ドル規模の遺伝子編集契約を撤回
- ベトナム
- インド
- 北朝鮮
- ポルトガル
- イタリア
- イギリス
アメリカ
1.In Vivo 遺伝子編集により医療の宝物へのアクセスが可能に
“ジョナサン・D・グリンスタイン博士による記事で、in vivoゲノム編集の進展が紹介されました。Beam TherapeuticsとPrime Medicineの二つの組織が、異なる病気に対するゲノム編集治療法の開発を進行中であることが明らかになっています。
Beam Therapeuticsでは、エイミー・サイモン医師（最高医療責任者）がリーダーシップをとり、非ウイルス性輸送手段であるリポソームナノ粒子（LNP）を使用して、病気の治療を目指しています。特に、ヘモグロビン病に対するex vivoアプローチの拡張と、肝疾患やStargardt病への適用を計画しています。サイモン医師は、以前にRNA干渉療法を開発しており、その経験を活かしてBeam Therapeuticsの研究に貢献しています。彼女は、Beamの技術が将来的には移植を不要とする直接的な遺伝子編集アプローチに進化することを目指しています。
一方、Prime Medicineは、Mohammed Asmal医師（シニアVP兼臨床責任者）の指導のもと、遺伝的疾患や炎症性疾患に対するin vivoおよびex vivoゲノム編集技術の開発を進めており、特に重症筋無力症やWilson病などに焦点を当てています。Asmal医師は、プライムエディター技術が特定の遺伝的変異を正確に修正する能力を持つことを強調しており、この技術を用いることで、これまで治療が難しかった疾患へのアプローチが可能になると述べています。”
2.プリンストン大学、CRISPRベースの「プライムエディティング」向上に成功
“2024年4月18日に発表された論文で、プリンストン大学の研究者ジュン・ヤンとブリット・アダムソンは、CRISPRベースの「プライムエディティング」の効率を大幅に向上させる手法を報告しました。プライムエディティングは、非常に精密で多用途な遺伝子編集の手法ですが、効率が低いという課題がありました。この研究では、小さなRNA結合タンパク質であるLaが、編集を促進することを発見しました。
プライムエディティングシステムは、CRISPR/Cas9のタンパク質要素の改良版と、ペグRNAと呼ばれるリボ核酸（RNA）分子から構成されます。これらの成分は協調して動作し、ペグRNAはタンパク質と結合して目的のゲノム部位に誘導します。そこで、タンパク質がDNAを切断し、ペグRNAにコードされたテンプレートシーケンスを用いて、編集をゲノムに「逆転写」します。こうして、プライムエディターは特定の配列をターゲットDNAに書き込みます。
この新しい手法は、Laタンパク質がRNAの末端に結合して保護する性質を利用しています。チームは、Laの結合部分を標準のプライムエディティングタンパク質に結合させることで、プライムエディティングの効率を向上させました。その結果、PE7と呼ばれる新しいタンパク質が開発され、プライムエディティングの効率を向上させ、不要な副産物の発生頻度を低く抑えることができました。”
参考資料：
https://www.eurekalert.org/news-releases/1042045
3.CRISPR技術を用いたキスバグの遺伝子編集が初めて成功
“ペンシルベニア州の研究チームは、サシガメ、すなわちトリアトミーネバグの遺伝子編集にCRISPR-Cas9を用いた初めての研究結果を発表しました。これは、南中央アメリカ、さらにはアメリカ南部で公衆衛生上の大きな問題となっているシャーガス病の制御に向けた一歩となります。研究結果は「The CRISPR Journal」の4月号に掲載されました。
キッシングバグ（トリアトミンバグ）は、シャーガス病の主要な媒介者であり、中央・南アメリカおよび米国南部で大きな公衆衛生問題となっています。治療法が限られているため、病気の拡散を防ぐにはこれらの昆虫の制御が重要です。
国際的な研究チーム（ペンシルベニア州立大学の研究者を含む）の新しい研究により、キッシングバグにおけるCRISPR-Cas9遺伝子編集の初成功が実証され、シャーガス病制御の応用研究への道が開かれました。結果はThe CRISPR Journalの4月号に掲載されました。
「長い間、トリアトミンバグにCRISPRや遺伝子工学を適用しようと試みてきましたが、従来の方法では非常に困難でした」と、研究共同執筆者であるペンシルバニア州立大学の疫病学専門家ジェイソン・ラスゴンは述べています。「私たちは過去6年間で困難な生物を遺伝子改変するためのツールを開発し、この媒介昆虫に遺伝子改変が可能であることを示しました。」
従来の胚微小注入法の代わりに、チームはReceptor-Mediated Ovary Transduction of Cargo（ReMOT Control）技術を開発しました。この技術は、CRISPR材料を母親の循環系に注入し、発育中の卵に届ける方法です。目と外殻の色に関連する遺伝子をターゲットにし、注入後にオフスプリングで目や外殻の色が変わることで遺伝子編集の成功が確認されました。
この進展は昆虫生理学の基礎研究を助けるだけでなく、遺伝子技術を用いたベクター媒介病原体の制御についての議論にトリアトミンバグとシャーガス病を加えるものです。”
4.効率的なシングルヌクレオチド編集のためのTnpBの柔軟なTAM要件
“2024年4月24日に発表された論文で、Xu Feng氏とその研究チームは、TnpBが遺伝子編集において高いターゲット特異性を持ち、効率的なシングルヌクレオチド編集を可能にすると報告しました。この研究は、CRISPR-Casシステムに適用可能で、生存細胞数を増やしながらターゲティングの範囲を広げる新たな戦略となり得ます。具体的には、TnpBが遺伝子編集で使用するTAM（Transposon-Adjacent Motif）の要件が柔軟であることが分かり、これによって様々なTAM配列を用いて、目的のDNAを特異的に認識し遺伝子編集を行うことが可能です。
TnpBはIS200/IS605ファミリーのトランスポゾンによってコードされるプロテインで、CRISPR-Cas型Vヌクレアーゼの進化の出発点とされています。バクテリアのTnpBはRNA誘導型のdsDNA切断を実行可能で、遺伝子編集への応用が期待されています。今回の研究では、好熱性古細菌のTnpBを用いて、自然宿主での遺伝子編集を効率的に行うことができることが示されました。興味深いことに、TnpBは細胞死を誘発する場合と遺伝子編集を容易にする場合とで異なるTAM要件を持っています。この研究により、広範囲のTAM配列を認識し、明確な細胞死を引き起こさないターゲットに対して非常に高い特異性を示すことが明らかになりました。
この特性を活用して、異なる弱いTAM配列を使用し、テンプレート修復を伴う効率的なシングルヌクレオチド編集を実現しました。異なる弱いTAM配列の使用は、より柔軟な遺伝子編集を可能にし、細胞生存率を高めるだけでなく、ターゲティングの範囲を大幅に拡大しました。この戦略は、異なるCRISPR-Casシステムにも適用可能です。”
参考資料：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-47697-4
5.ノーベル賞受賞者ドウドナ氏、遺伝子編集のアクセス拡大を強調
“ノーベル化学賞を受賞したジェニファー・ドウドナ氏は、遺伝子編集技術であるCRISPR-Cas9の研究者で、ハーバード大学で行われた講演で、遺伝子編集がもたらす未来の可能性について語りました。しかし、彼女は新たな治療法が承認される際に、すべての人にアクセス可能であることが重要だと指摘しました。
ドウドナ氏は、CRISPRベースの遺伝子編集技術を改良するための研究を進めており、低コスト化や効率的な治療の実現に取り組んでいます。彼女のビジョンでは、治療法がより手頃な価格で提供され、すべての医療施設で利用できるようにすることが目指されています。
ドウドナ氏は、米国食品医薬品局（FDA）がCRISPRベースの治療法を承認したことを称賛しつつ、治療法が広く普及するための課題も指摘しました。この治療法は、骨髄移植と同様のプロセスを使用しており、患者にとって物理的に負担が大きく、費用も高額であるため、現時点での利用者は限られています。”
参考資料：
https://hms.harvard.edu/news/how-realize-immense-promise-gene-editing
6.バナナ疫病と闘うノースカロライナの温室
“Elo Life Systemsは、ノースカロライナ州のリサーチトライアングルパークに拠点を置くバイオテクノロジー企業で、TR-4と呼ばれる致命的な真菌に耐性のある遺伝子改変バナナを開発しています。VPのMatt DiLeo氏は、TR-4に耐性のあるバナナを開発し、カヴェンディッシュバナナにその遺伝子を編集する作業を進めています。
TR-4（Fusarium Oxysporum）は、バナナの木の根を攻撃し果実を枯らす真菌で、化学物質では駆除できないため農家にとって大きな問題となっています。TR-4は約50年前に東南アジアで最初に発見され、その後、バナナ生産国の土壌に広がりました。Eloの科学者たちは、TR-4耐性のカヴェンディッシュバナナを作るために分子農業を用いており、現在、実験室でその作業を進めています。
Eloは2020年にDoleと提携し、TR-4に耐性があり、消費者が馴染みのあるバナナを開発しています。開発中のバナナは、ホンジュラスの農場で試験される予定ですが、量産化には数年かかる見込みです。競合他社のChiquitaも同様の真菌耐性バナナを開発中で、オーストラリアの規制当局により最近人間の消費が承認されました。国際連合の食糧農業機関（FAO）も、この問題に取り組んでおり、世界バナナフォーラムを開催してグローバルな戦略を検討しています。”
参考資料：
https://www.sciencefriday.com/segments/banana-fungus-cure-north-carolina/
7.RegeneronとMammoth BiosciencesがCRISPR遺伝子編集のコラボレーションを開始
“Regeneron Pharmaceuticalsは、Mammoth Biosciencesの超コンパクトなCRISPR遺伝子編集プラットフォームを使用して、肝臓以外の組織や細胞タイプのin vivo療法を開発することを目指し、遺伝子編集プログラムを拡張するために協力します。Regeneronの遺伝子医薬品プレゼンスが増大し、肝臓以外の他の組織や臓器への治療薬の導入を拡大しようとしています。Regeneronは、抗体ベースのターゲティングを使用するアデノ関連ウイルスベクター（AAV）を開発する努力とMammothのプラットフォームを組み合わせる設計です。
Leah Sabin博士（Regeneron Genetic Medicinesのエグゼクティブディレクター）によると、同社は抗体を利用してウイルス粒子の再指向を可能にする二つの補完プラットフォームを開発しており、一方はタンパク質タグシステムを使用してカプシドの表面に抗体を物理的に結合させる方法に依存し、もう一方は二特異性技術に依存しています。
この協力の下で、RegeneronはMammothに1億ドルを支払います。これには9500万ドルの株式投資と500万ドルの前払いが含まれます。Mammothは、開発されたターゲットごとに最大3億7000万ドルのマイルストーン支払いを受け取ることができます。”
8.実験室で栽培された「ミニリン」は大きな進歩を遂げた
“アメリカの研究で、ネフロンの前駆細胞（NPC）の開発において著しい進展が示されました。これらの細胞は、血液をろ過して有害物質を除去する役割を担います。
南カリフォルニア大学（USC）の研究者は、ネフロン前駆細胞をラボで培養することに成功しました。この進展は腎臓の発達と腎疾患の理解に寄与し、新しい治療法の開発にもつながると期待されています。主な研究者であるZhongwei Li氏は、培養技術の向上が腎疾患やがんの研究に新たな道を開くと述べています。研究チームは、NPCの培養に使用される化学物質を改良し、2次元形式での持続的な成長を可能にしました。この進歩により、ゲノム編集がより容易になりました。
NPCは、人の血液や皮膚からも生成でき、特定の腎疾患のモデルや治療薬の開発に役立ちます。また、改良された化学物質は、腎臓の細胞であるポドサイトを再プログラムし、NPCに変化させることができます。この進展は、薬の開発や腎疾患の遺伝的な基礎の発見に寄与する可能性があります。”
9.Moderna、Metagenomiとの30億ドル規模の遺伝子編集契約を撤回
“Modernaは、Metagenomiとの遺伝子編集契約から撤退し、主要な高シュウ酸尿症1型プログラムと、ベースエディターおよびRNA媒介統合システムなどの関連技術に対する全世界的な権利を返上しました。
この決定はModernaの「戦略的優先順位」によるものであり、両社は合意の上で契約を終了しました。MetagenomiのCEOであるブライアン・トーマス氏は、この終了を喜び、Metagenomiがこれらのプラットフォームを使ってアルファ1アンチトリプシン欠乏症やウィルソン病などの治療を開発することを目指していると述べました。ModernaはMetagenomiの株主として残ります。”
ベトナム
10.多くのアジア諸国が遺伝子編集作物に法的枠組みを整備
“Cold Spring Harbor Laboratory（米国）、Rencontres du Vietnam（ベトナム科学協会）、ベトナム科学技術研究所のバイオテクノロジー研究所、およびICISEは、ビンディン省クイニョンで「植物バイオテクノロジーの成果 – 遺伝子編集作物から持続可能な農業の発展へ」という会議を共同開催しました。この国際会議は、遺伝子編集作物に関する最大規模のものであり、世界各国から多くの学者、専門家、研究者が参加しました。
Cold Spring Harbor Laboratoryのデビッド・ジャクソン教授は開会式で、「この会議の目的は、遺伝子編集作物の最新の科学的進歩を共有し、農業生産性の向上と持続可能な環境のための解決策を模索することです。また、研究者、専門家、企業、規制当局との交流の場でもあります」と述べました。
ベトナム科学技術研究所のド・ティエン・ファット博士は、「この会議は、国内外の科学者が情報交換を行うとともに、関連業界が適切な管理方法を共有する場でもあります」と語りました。
会議では、米国、ダイズ、トマト、サトウキビなどの主要作物における最新の遺伝子編集技術の科学的な側面やメカニズムについて詳述され、特に作物品質の向上や耐久性の強化にどう貢献するかが焦点とされました。
また、ベトナムでは、乾燥に強い稲の開発が進められており、これにより作物の成長が促進されています。会議では、遺伝子編集作物の法的規制と管理についても議論が行われ、多くの国が法的枠組みを整備していることが確認されました。
アジア諸国は遺伝子編集技術の研究と応用で急速に成長しており、特に中国が世界をリードしています。これらの国々は、安全性を保証するために科学的評価に基づいた法的ガイドラインの整備に取り組んでいます。”
インド
11.インド豆類研究所（IIPR）にゲノム編集センター設立
“インド豆類研究所（IIPR）は、カンプールにゲノム編集センターを設立する計画を公表しました。このプロジェクトは、インド中央政府によって資金提供され、2億ルピーが割り当てられています。研究所のディレクター、ジー.ピー.ディークシット博士によると、このセンターは次の3年間で脈粒作物の生産性向上に取り組むことになります。
ディークシット博士は、このセンターの設立が特に重要なプロジェクトであると述べ、その研究結果が3年後にインド政府に報告される予定です。この研究は、ダル豆類の作物に対するゲノム編集技術を用いて、生産性を向上させることを目指しており、最終的には病気に強く、収量の高い作物を生み出すことを期待しています。さらに、10人の高級科学者からなるチームが、この先進的な技術を使用して研究を開始することが予定されています。”
北朝鮮
12.米国警告、北朝鮮が軍事的生物兵器を作成するために遺伝子編集技術を利用可能
“アメリカ合衆国の政府報告書によると、北朝鮮はCRISPRといった遺伝子編集技術を使用して軍事目的の生物兵器を工学的に設計する能力があるとされています。この報告は、北朝鮮が秘密の生物戦プログラムを進展させている可能性を示唆しています。生物及び毒素兵器禁止条約の署名国であるにも関わらず、北朝鮮は生物兵器の生産能力を有しており、その技術的な能力は、細菌、ウイルス、毒素を生産することを可能にしています。
2024年の「軍備管理、不拡散及び軍縮に関する合意と約束への遵守報告書」では、特にCRISPRに言及し、遺伝子編集された生物製品を生産する能力があると評価されました。CRISPRは、生物のDNAを選択的に変更する技術です。
アサン政策研究所のヤン・ウク氏によると、北朝鮮がCRISPRを採用したことは、生物兵器の開発における比較的新しいアプローチを反映しています。また、生物戦を防ぐ手段としては、北朝鮮がどのような生物剤を用意しているのかを知らなければ、必要なワクチンが何かも分からないと述べています。”
ポルトガル
13.遺伝子編集の実験で6本足のネズミが誕生
“ある遺伝子編集の実験で、6本足で生殖器がないネズミが誕生しました。この実験は、ポルトガルのグルベンキアン科学研究所で行われ、開発生物学者のアナスタシア・ロゾフスカとモイセス・マロ、そして彼らの同僚が行いました。この研究では、Tgfbr1遺伝子がある場合とない場合の10日から17日のマウスの胚を比較しました。
Tgfbr1遺伝子は、体の形成において、胴体から尾への指示を与えるシグナル伝達経路であり、特に後ろ足や外部生殖器の形成に関与しています。この異常が見られたネズミでも、Tgfbr1の機能的バージョンがないネズミの余分な足で発現した他の遺伝子は、通常のネズミの足で見られるものと同じでした。
科学者たちは、この現象の原因をまだ完全には解明していませんが、遺伝子編集によるこのような異常が今後の発展や病気の挑戦に対処するための追加ツールを提供する可能性があります。”
参考資料：
https://www.eldebate.com/ciencia/20240412/experimento-edicion-genetica-termina-raton-seis-patas-genitales_188569.html
イタリア
14.豚の遺伝子編集腎臓と胸腺の移植でアメリカの女性が救われる
“リサ・ピサノさんは、豚の遺伝子編集腎臓を受けた世界で2番目の人物となりました。彼女は、ニューヨーク大学ランゴーン・ヘルスで、革命的な移植手術を受けました。手術は、腎臓の移植だけでなく、同じ豚から胸腺を移植し、彼女の疲れた心臓をサポートするポンプも設置しました。リサさんは糖尿病に苦しみ、腎不全のために透析を受けていましたが、この手術によって人生を取り戻しました。
この種の移植手術は、臓器不足の問題を解決する可能性があり、ニューヨーク大学のモンゴメリー博士は、豚からの移植を「持続可能で無限の臓器供給源」と評価しています。一方で、動物からのウイルス感染や遺伝子編集された動物の倫理的問題なども指摘されています。ボストンの病院では、最近、62歳の男性に同様の移植手術が行われ、これまでに心臓と腎臓の移植が行われた例もありましたが、臓器の拒絶反応が課題として残っています。”
イギリス
15.英国の遺伝子編集に関する新規制アプローチの展開
“2023年、英国はブレグジット後の規制緩和アジェンダを推進するため、「遺伝的技術（プレシジョンブリーディング）法」を制定しました。この法律により、新規ゲノム技術（NGT）が導入され、これにより従来の繁殖や自然過程を通じて発生可能だった特定の遺伝的変更が可能となりました。この技術は、他の種からDNAを挿入することなく、より安全とされています。
しかし、規制当局の能力と資金不足により、新しい遺伝子編集食品が市場に出るまでのボトルネックが発生しており、法律が施行されて以来、市場に出された遺伝子編集食品はまだありません。
法律の目的は、現在のGMO体制下で特定の複雑な承認が不要となるよう遺伝子編集を許可することです。イングランドでは新たな軽いタッチの体制が導入され、市場への経路が簡素化されますが、それでも「マーケティング通知」の申請が必要です。2024年末または2025年初めに新しいプロセスが実施される予定です。
また、食品基準庁（FSA）は、食品または飼料の新規制枠組みに関するコンサルテーションを実施し、その結果を2024年3月5日に公表しました。これにはプレシジョンブリードされた動植物（PBO）の規制承認に関する二層のアプローチが含まれており、伝統的に育成された生物体と似たPBOは市場へのより簡単なルートを利用できます。”
参考資料：
https://www.osborneclarke.com/insights/uk-developing-its-approach-deregulating-gene-editing-plants
