ゲノム編集
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２０２０年のノーベル化学賞は、ゲノム編集の方法を開発した２人の生物学者、 アメリカのジェニファー・ダウトナ氏と、フランスのエマニュエル・シャルパンティエ氏が受賞しました。 「ゲノム編集」とは、遺伝子を改変する技術の１つです。 農作物の品種改良やヒトの疾患の治療、病原菌の根絶など、多方面での応用が期待されています。 今回ノーベル賞の対象となったゲノム編集の方法は、具体的にどのようなものなのでしょうか？ 例えば、イネが病気になるかならないかの原因が、ある遺伝子の１つの塩基配列の違いだとします。 正常なイネではＡとなっている塩基が、病気のイネではＣになっていたとしましょう。 この塩基Ｃを塩基Ａに変えることができれば、イネが病気にならずに済みます。 塩基Ｃを切り取ります。 すると、ＤＮＡには切れた部分を修復する能力があるので、切り取られた塩基を復活させようとします。 このとき、修復のエラーで、切り取られた元の塩基であるＣに戻らず、異なる塩基になる場合があります。 この修復エラーを逆に利用してやろう、というわけです。 修復の際、塩基Ａに変わった個体を選抜し、その個体を栽培すると、正常なイネに成長します。 ヒトのゲノムは全部で 3.0×109 対の塩基からなります。 この中から特定の塩基１つを選び出すことなど、できるのでしょうか？・・・可能です。 塩基の種類はＡ、Ｃ、Ｇ、Ｔの４種類なので、並んだ２つの塩基がＡＡになっている確率は 1/16 です。 ３連続の塩基がある特定の配列になっている確率は 1/64、４連続だと 1/256、５連続だと 1/1024、 ６連続だと 1/4096、７連続だと 1/16384、８連続だと 1/65536、９連続だと 1/262144、 １０連続だと 1/1048576、１１連続だと 1/4194304、１２連続だと 1/16777216、 １３連続だと 1/67108864、１４連続だと 1/268435456、１５連続だと 1/1073741824、 １６連続だと 1/4294967296 となります。 よって、１６塩基からなるポリヌクレオチドを合成し、細胞核の中に入れてやれば、 ゲノム全体で、このポリヌクレオチドと相補的に結合する場所は１ヶ所しかありません。 コムギ（1.7×1010 bp ）など、ヒトゲノムよりも大きなゲノムをもつ生物種もあるので、 しばしば２０塩基からなるポリヌクレオチドが使われます。 １７塩基連続だと 1/17179869184、１８連続だと 1/68719476736、 １９連続だと 1/274877906944、２０連続だと 1/1099511627776 です。 ゲノムの最も大きな生物はアメーバですが、そのゲノムサイズが 6.7×1011 なので、 ２０塩基からなるポリヌクレオチドを用意しておけば、どんな生物にも対処できるわけですね。 ゲノム編集は、ＤＮＡの切断だけは人工的に起こしてやりますが、 その修復は生物が元々もっている能力を利用しています。 修復エラーなどするのか？・・・と、つい疑ってしまいますが、 通常のＤＮＡ複製でもしばしばエラーは起こっています。 ただそのエラーは通常、正常なものが異常なものに変わるエラーなので、排除されていきます。 ゲノム編集では、異常なものが正常に戻るエラーを利用してやるわけです。 別の遺伝子を新たに組み込むわけでもありません。 このあたりは、従来の「遺伝子組換え」とは異なっています。 遺伝子改変技術の新しい時代がやってきました。 「ややこしい、よく分からないものだから敬遠しよう・・・。」ではなく、 正しく理解する努力をしていきましょう！ |
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