バイオ分野のイノベーション「クリスパー・キャスナイン」高校生物的に考える

クリスパー・キャスナイン(CRISPR/Cas9)とは

今イノベーションが目覚ましく起こっている分野といえば、バイオ分野とITの分野です。日々新しい技術が開発され、顧客獲得競争が激しい分野になります。その中のバイオ分野で、特に技術革新が盛んな分野があります。それは遺伝子操作技術、ゲノム分野です。

みなさんは「クリスパー・キャスナイン(CRISPR/Cas9)」というワードを聞いたことがありますか?これはゲノム編集技術で、目的の遺伝子群に外来遺伝子を挿入したり、壊したい遺伝子群を壊したりする技術で、色んな用途に使われようとしています。

今までの遺伝子組み換え技術は、まさに宝くじが当たるような確率で、遺伝子の組み換えが行われてきました。細菌類が自分のDNAとは別に持つプラスミドをベクターとして、目的の遺伝子群を挿入する方法です。高校生物でも学習済みの内容になりますね。この場合は、制限酵素を使って、特定の塩基配列のところでDNAを切断し、ベクターを使って遺伝子群を挿入します。その後DNAリガーゼで切断部を連結し組み換えDNAをつくっていました。この場合、標的とする場所に遺伝子群が確実に挿入されるわけではなく、低い確率でしか遺伝子組み換えは成功できませんでした。

この常識をひっくり返したのがクリスパー・キャスナイン(CRISPR/Cas9)です。この技術は科学の常識を覆す素晴らしいもので、近々ノーベル賞受賞候補として大きく注目されています。

遺伝子検査キット GeneLife Genesis(ジーンライフ ジェネシス)

出典:http://www.aati-us.com/

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クリスパー・キャスナイン(CRISPR/Cas9)のはたらき

クリスパー・キャス(CRISPR/Cas)は細菌や古細菌などの原核生物が、ファージなどのウィルス感染を防御するために発達させた免疫防御システムです。細菌のCRISPRシステムは侵入したウィルスのDNAをバラバラにし、その中で特定の塩基配列をもつ断片を細菌自身のゲノムに取り込む仕組みを持っています。コレクションされた特定の塩基配列は、すでに侵入したことのあるウィルスが再び細菌内に侵入するときに照合につかわれ、ガイドRNAと一緒にやってきた酵素Casタンパク質が、目的のウイルスのDNAを切断し排除するという仕組みを持っています。

このシステムを人類が利用しやすいように改良されたのがクリスパー・キャスナイン(CRISPR/Cas9)です。ガイドRNA鎖と酵素Cas9が一緒になってターゲットのゲノムDNA上の塩基配列を認識して切断することができます。このとき切断されたゲノムDNAが、修復されるときにDNA塩基配列の一部を欠損させたり。他の外来遺伝子を挿入させて遺伝子の操作ができるようになります。

高校生物組み換えDNAの導入

出典:www.tmd.ac.jp

出典:www.tmd.ac.jp

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