超精密な新しいCRISPRツールは、遺伝病の茄多に取り組むことができます

乱暴に人気のあるCRISPR–Cas9遺伝子編集ツールがゲノムを変更するすべての容易さのために、それはまだやや不格好で、エラーや意図しない 今、最近開発された代替案は、ゲノム編集をより細かく制御することを提供します—遺伝子治療を開発するために特に重要である可能性のある進歩。プライム編集と呼ばれる別の方法は、研究者が予測できない変更を混在させるのではなく、必要な編集だけで終わる可能性を向上させます。

このツールは、10月21日にNature1に発表された研究に記載されており、標準的なCRISPR-Cas9システムのいくつかのアプリケーションにとって重要な課題である「オフター それは、プライム編集ベースの遺伝子治療を人々に使用するために安全にすることができます。

このツールはまた、これまでに遺伝子編集者を悩ませてきた多くの遺伝病を治療するために使用することを可能にするかもしれない、より多様な編集を行うことができるようです。 マサチューセッツ州ケンブリッジにあるMITとHarvardのBroad Instituteの化学生物学者であり、主任研究者であるDavid Liuは、prime editingは、米国国立衛生研究所によって開発された公開データベースであるClinVarに記載されている75,000以上の疾患関連DNA変異体の90％近くに取り組むのに役立つと推定しています。

この最新のツールが可能な変更の特異性は、研究者が実験室で病気のモデルを開発したり、特定の遺伝子の機能を研究したりすることを容易にすニュージャージー州のプリンストン大学でDNA修復と遺伝子編集を研究しているBrittany Adamson氏は、”初期の頃ですが、最初の結果は素晴らしいです”と述べています。 “あなたはそれを使用して多くの人々を見るつもりです。”

プライム編集は、CRISPR–Cas9が可能な非常に大きなDNA挿入または削除を行うことができないかもしれないので、十分に確立された編集ツールを完全に置 これは、プライム編集のために、研究者が作りたい変更は、RNAの鎖にコードされているためです。 その鎖が長くなるほど、細胞内の酵素によって損傷される可能性が高くなります。

“ゲノム編集プラットフォームの異なる味は、まだ編集の異なるタイプのために必要とされようとしている、”Sontheimer氏は述べています。しかし、prime editingはこれまでに開発された他のCRISPRの代替案よりも正確で汎用性が高いようです。

これらには、研究者が1つのDNA文字を別のDNA文字に交換できるようにするCRISPR–Cas9の修正バージョンと、それぞれの目的の編集に合わせて調整するのが困難なジンクフィンガーヌクレアーゼなどの古いツールが含まれます。CRISPR–Cas9とprime editingの両方は、ゲノム内の特定の点でDNAを切断することによって機能します。

制御による自由度

CRISPR-Cas9とprime editingの両方は、 CRISPR-Cas9はDNA二重らせんの両方の鎖を切断し、損傷にパッチを当てて編集を行うために細胞自身の修復システムに依存します。 しかし、その修復システムは信頼性が低く、ゲノムが切断された時点でDNA文字を挿入または削除することができます。 これは、細胞間で変化する編集の制御不能な混合物につながる可能性があります。

さらに、研究者がゲノムの編集方法をガイドするテンプレートを含めても、ほとんどの細胞のDNA修復システムは、ゲノムに特定のDNA配列を追加する これにより、研究者がCRISPR—Cas9を使用して1つのDNAを選択した配列で上書きすることが困難になり、場合によってはほぼ不可能になります。Prime editingはこれらの問題を回避します(‘Precision editor’を参照)。 CRISPR—Cas9と同様に、Cas9を使用して特定のDNA配列を認識しますが、prime editing toolのCas9酵素は1つのDNA鎖のみをニックするように変更されます。 その後、逆転写酵素と呼ばれる第二の酵素とRNAの鎖によって導かれ、カットの部位で編集を行います。

プライム編集酵素は、変更を加えるためにDNAの両方の鎖を壊す必要はありません。彼らが望む編集。 これは、プライム編集は、既存の遺伝子編集ツールでは容易に対処されていない変異によって引き起こされる遺伝病の治療法の開発を可能にするこ

多目的ツール

以前は、劉を含む研究者は、彼らがゲノムに作りたい変更の各カテゴリに固有の遺伝子編集ツールを開発する必要があると思 そして、正確な置換を行うことになると、オプションは限られていました。

プライム編集に匹敵する精度であるベース編集と呼ばれる古い技術は、化学的に一つのDNA文字を直接別のものに変換します—CRISPR–Cas9はできません—tをAやGをCに変換するなど、両方のDNA strands2を壊すことなく2。 Liuによって開発された塩基編集は、鎌状赤血球貧血の最も一般的な形態を含む、単一文字変異によって引き起こされるいくつかの遺伝病を修正するのに有用である可能性がある。しかし、塩基編集は、ヘキサ遺伝子に4つのDNA文字を挿入することによって引き起こされる通常致命的な病気であるTay-Sachs病などの複数文字変異によ

だから劉と彼の同僚は、研究者にオーダーメイドのシステムを作成することなく、編集の複数のタイプを行うための柔軟性と制御を与えた正確な 2018年、チームはprime editingをヒットさせた。: 個々のDNA文字を変更することができ、変更されたCas9酵素を含む酵素の組み合わせは、文字を削除したり、DNA鎖への最小限の損傷で、ゲノムに文字のシリー

“それは素晴らしいです”とSontheimer氏は言います。 「導入できる突然変異の幅は、最大の進歩の1つです。 それは巨大です。”

しかし、劉さんのチームと他の人は今、慎重にシステムが細胞や生物の様々な中でどれだけうまく動作するかを評価する必要があります。 「この最初の研究は、生物の任意の位置でDNAを変化させることができるようにするためのライフサイエンスの長年の願望の終わりではなく、始まり