「クリスパー化」された動物の農場 | 科学

スペインのクリエイターの一人になる前 最も関連性の高い 前世紀の初め、彫刻家で詩人のホルヘ・オテイサは珍しい場所に最初の大きな石の壁画を制作しました。 家畜人工授精研究所1947年、独裁者フランシスコ・フランコによってマドリード郊外に作られた。オテイザは交尾する動物を想像し、雄大な抽象像を彫刻した。それらは現在、科学的な畜産施設の予想外の記念碑的な入り口を飾っている。スペインで最初の遺伝子編集された家畜は、2017年5月にここで生まれた。 ウサギ12匹 生殖能力における役割を研究するために遺伝子を不活性化した。そして彼は7月14日に生まれた。 テオドロ実験室でDNAが改変された最初のスペイン産子羊。

獣医 パブロ・ベルメホ （マドリード、41歳）はテオドロを腕の中で優しく揺らしている。彼は、自分の主な関心は動物と人間の発達の生物学であると説明する。つまり、精子によって受精した卵子という単一の細胞が、完璧な振り付けで増殖し、数十億の細胞を持つ生物になるまでの過程を研究することだ。人間の場合、 受精卵の半分 米国立衛生研究所のデータによると、女性が妊娠に気づく前に、自然流産で胎児が失われてしまうことがよくある。「マウスはこれを研究するためのモデルとしては非常に不適切で、全く関係ありません」とスペインの科学者は言う。

ベルメホ氏は、2016年に国家バイオセキュリティ委員会に遺伝子組み換えウサギ、ヤギ、ヒツジの生産許可を申請したことを思い出す。「彼らは私に『何をしたいのか』と尋ねました」と、彼は笑いながら思い出す。この獣医師は、別の動物の成体細胞からクローン化された最初の哺乳類であるヒツジのドリーの親の一人である英国の生物学者キース・キャンベル氏の研究室で過ごしたことがある。キャンベル氏 彼は首を吊った 2012年10月5日、優勝できなかったことが公表される3日前にベルトを巻いた。 ノーベル医学賞2013年8月、ベルメホはベルツビルの米国農務省で働いていたとき、上司から 研究 安価で簡単な新技術「CRISPR」を使った遺伝子組み換えマウスについて。「信じられない話だ」と上司は警告した。

スペイン人はすぐにそのツールを試した DNAを編集する マウスから遺伝子組み換えを行ったところ、一発で成功しました。以前は1か月かかったり、不可能だったりしたことが、今では数時間でできるようになりました。スペインに戻ると、彼はCRISPRを家畜に適用する許可を求めることにしました。2017年5月、最初の12匹のウサギが生まれました。 カリカリになったベルメホのチームは、子宮に着床する前に哺乳類の胚を包む殻を形成する4つのタンパク質のうちの1つであるZP4にリンクされた遺伝子の1つを不活性化しました。分子ハサミの一種であるCRISPRは、特定のポイントでDNAを切断し、目的の遺伝子をサイレンシングするのに最適で、これによりその機能を知ることができます。不活性化された遺伝子を持つ動物は、 ノックアウト (ボクシングのKO)。ベルメホのウサギは、ZP4タンパク質が必須であり、それが消失すると不妊症を引き起こすことを実証した。

コケコッコーと鳴く雄鶏の鳴き声は、近隣の在来種復活プロジェクトに所属している。フランコ主義の研究所だったこの荘厳な建物は、現在は国立農業食品技術研究所 (INIA-CSIC) の動物繁殖部門となっている。実験農場の正面には、楽園のようなビーチに建つバンガローの巨大な写真が飾られており、動物の排泄物の匂いと対照的な牧歌的なイメージとなっている。1 つの部屋には 20 匹の白いウサギがいる。 ノックアウト不活性化された遺伝子の1つはTMEM95タンパク質を生成する遺伝子であり、その除去は男性不妊症を引き起こす。ベルメホのチームは2020年にマウスですでに カリカリになった TMEM95は、精子タンパク質として知られている3番目のタンパク質である。 受精に必須 哺乳類の。

獣医 プリシラ・ラモス （ブルゴス、37歳）はベルメホとともに研究グループをまとめている。彼によると、テオドロが生まれたとき、彼らは実はメスが欲しかったという。科学者たちはCRISPRを使って、卵子にリンクしている胚の遺伝子を不活性化した。おそらく受精に不可欠だ。しかし、テオドロには遺伝子組み換えの効果を研究できる卵子がない。現在の目標はメスの子羊を生み出すことだ。 カリカリになったファッションチェーンのザラにちなんでザラと呼ばれることもあります。

2022年、ラモス氏、ベルメホ氏とその同僚は、ホルモン、タンパク質、ビタミン、脂質を含む化学物質のカクテルを作成し、その中で世界で初めて羊の受精卵を培養することに成功した。 14日間 実験台の上で。研究者たちは謎めいた 胚葉形成小さな細胞の塊が生物の原型に変化する1週間のプロセス。イギリスの発生学者 ルイス・ウォルパート （1929-2021）は、自身の専門分野でよく使われる言葉でそれを要約しました。「人生で最も重要な瞬間は、誕生でも、結婚でも、死でもなく、胚葉形成です。」子宮の中に隠された胚葉形成は、人間の胚の発達の中で最も知られていない段階です。

「マウスは、研究室で作業するのに非常に便利な動物です。スペースも投資もあまり必要ありませんが、羊の胚盤胞形成は人間の胚盤胞形成に非常に似ています」とラモス氏は言う。マウスの妊娠期間は約20日間です。 ノックアウト 羊の場合は妊娠期間が150日なので、はるかに面倒です。パブロ・ベルメホ氏によると、マドリードの施設は、家畜を生産している唯一の施設です。 カリカリになった スペインでは、ムルシア大学の2つの研究室を除いて、 改良された豚 遺伝的に。「マスでも試してみましたが、うまくいきませんでした」と獣医は認めている。

CRISPRという言葉はスペインの微生物学者によって発明された。 フランシス・モヒカ1992年の夏、彼はサンタ・ポーラ（アリカンテ）で捕獲された微生物のDNAに奇妙な繰り返しを発見した。 CRISPRの洗礼クリスパーは「クラスター化された規則的に間隔を置いた短い回文反復」の略語だが、パートナーはクリスパーは犬の名前のように聞こえると警告した。クリスパーは微生物の防御システムで、敵ウイルスの遺伝物質を自分のDNAに埋め込み、忘れないようにする。これらの侵略者が戻ってくると、微生物はクリスパーシステムのおかげで彼らを認識し、分子ハサミを送って彼らを破壊した。2012年、フランスの生化学者は エマニュエル・シャルパンティエ アメリカの化学 ジェニファー・ダウドナ 彼らは、この微生物のハサミがDNAの書き換えに使えることに気づいた。 ノーベル化学賞 2020年の。

世界中の少数の科学者が、この神秘的な胚葉形成を観察する別の方法を試みている。パブロ・ベルメホは生物学者の研究について言及している。 マグダレーナ・ゼルニカ・ゲッツケンブリッジ大学の研究者が昨年「ヒト胚様体「彼らはマウスの地図を使って人間の胚を再構築しようとしている」と、ヤギや牛の胚を操作し、母親に移植することなく研究しているベルメホ氏は言う。「私たちは、マウスの地図を使って人間の胚を再構築しようとしている」 設立 「ネズミの群れは死んでいますが、私たちは流れに逆らって進み続けます」と獣医は付け加え、テオドロはわらの上を飛び跳ねた。

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