モンタナ州立大学のチームは今週、DNAに近い化学物質であるRNAがCRISPRを使ってどのように編集できるかを示す研究を発表した。 この研究は、さまざまな遺伝病を治療する可能性があるヒト細胞の新しいプロセスを明らかにしています。
博士研究員のArtem Nemudryi氏とAnna Nemudraia氏は、MSU農学部微生物学・細胞生物学科教授のBlake Wiedenheft氏と共同で研究を実施した。 「CRISPR誘導RNA切断の修復により、ヒト細胞における部位特異的RNA切除が可能になる」と題されたこの論文は、木曜日のオンラインジャーナルに掲載された。 科学 これは、プログラム可能な遺伝子工学のための CRISPR アプリケーションのチームの継続的な探求における最新の進歩を構成します。
CRISPR は、Clustered Regularly Interspaced Short Palindromicrepeats の略で、細菌がウイルスを認識して撃退するために使用する免疫システムの一種です。 国内有数のCRISPR研究者の一人であるヴィーデンヘフト氏は、このシステムはDNAの切断や編集に長年使用されてきたが、同様の技術をRNAに適用するのは前例がないと述べた。 DNA の編集には Cas9 と呼ばれる CRISPR 関連タンパク質が使用されますが、RNA の編集にはタイプ III と呼ばれる別の CRISPR システムの使用が必要です。
私たちの以前の研究では、III 型 CRISPR を使用して試験管内のウイルス RNA を編集しました。 しかし私たちは、生きた人間の細胞内で RNA の操作をプログラムできるだろうかと疑問に思いました。」
Artem Nemudryi 氏、MSU 農学部微生物学および細胞生物学科博士研究員
この疑問を探るため、研究チームはIII型CRISPRタンパク質をプログラムして、嚢胞性線維症を引き起こす変異を含むRNAを切断し、細胞機能を回復させた。
「私たちは、これらの CRISPR システムを使用してプログラム可能な方法で RNA を切断できると確信していましたが、RNA の配列を決定し、細胞が突然変異を除去する方法で RNA をつなぎ合わせていたことに気づいたとき、私たちは皆驚きました。」と同氏は語った。ヴィーデンヘフト。
Nemudryi は、RNA は細胞内で一過性であると指摘しました。 それは常に破壊され、置き換えられています。
「一般的に考えられているのは、RNAを修復することにあまり意味はないということです」と彼は言う。 「RNAは人間の生きた細胞内で修復されるのではないかと推測しましたが、それが真実であることが判明しました。」
ヴィーデンヘフト氏は、約6年前にMSUに到着して以来、2人の博士研究員を指導しており、彼らの科学的貢献の影響が重要かつ継続的な進歩につながるだろうと述べた。
「アルテム氏とアンナ氏が行った研究は、RNA修復が生物学の基本的な側面であり、この活動を活用することで新たな救命治療法につながる可能性があることを示唆している」とヴィーデンヘフト氏は述べた。 「アルチョムとアンナは、私がこれまで出会った中で最も優秀な科学者の二人であり、彼らの研究が人類に永続的な影響を与えると確信しています。」
ネムドリ氏は、RNA編集は遺伝病の治療法の探索において重要な用途があると述べた。 RNA は細胞の DNA の一時的なコピーであり、鋳型として機能します。 DNAを編集してテンプレートを操作すると、望ましくない不可逆的な付随的変更が生じる可能性があるが、RNAは一時的なコピーであるため、行われた編集は本質的に元に戻せ、リスクははるかに低いと同氏は述べた。
「人々はCas9を使ってDNAを切断し、細胞がこれらの切断をどのように修復するかを研究しました。そして、これらのパターンに基づいて、Cas9エディターを改良しました」とネムドライア氏は述べた。 「私たちは、RNA 編集でも同じことが起こることを望んでいます。私たちは、細胞がどのように RNA を修復するかを研究できるツールを作成しました。そして、この知識を利用して RNA エディターをより効率的にしたいと考えています。」
研究チームは新しい論文で、嚢胞性線維症を引き起こす変異をRNAからうまく除去できることを示した。 しかし、これは病気を引き起こす数千の既知の変異のうちの 1 つにすぎません。 この新しい RNA 編集技術でそのうちのどれだけの問題に対処できるかという問題は、MSU でのポスドク研修を終え、この秋にフロリダ大学での教員職の準備をする Nemudryi 氏と Nemudraia 氏の今後の研究の指針となるでしょう。 両者ともヴィーデンヘフトを人生を変える師として認めた。
「ブレイクは私たちに、どんなアイデアも試すことを恐れてはいけないと教えてくれました」とネムドライア氏は語った。 「科学者として、勇気を持ち、失敗を恐れてはなりません。RNA の編集と修復は未知の領域です。怖いですが、刺激的でもあります。科学の最先端で研究し、誰も到達できなかった限界を押し広げていると感じます。」前にもあったよ。」
ソース：
参考雑誌:
ネムドライア、A. 他。 （2024年）。 CRISPR 誘導性 RNA 切断の修復により、ヒト細胞における部位特異的な RNA 切除が可能になります。 科学。 doi.org/10.1126/science.adk5518。
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2024-04-30 03:38:00