精密さは科学者のトレードマーク。エマニュエル・シャルパンティエとジェニファー・ダウドナは、「遺伝子のハサミ」と呼ばれるCRISPR/Cas9という遺伝子工学の革命的ツールを発見し、あらゆる手を尽くしてきました。この人生を変えるツールのパイオニアであるエマニュエル・シャルパンティエとジェニファー・ダウドナは、2020年のノーベル化学賞を受賞することが決定している。2012年の彼らの発明は、がん研究、植物研究、遺伝性疾患の治療法の発見といった重要な分野で数え切れないほどの発見につながった。CRISPR/Cas9は、遺伝子配列を正確な位置に、より短時間で編集することを可能にした。彼らの発見により、生命科学に対する見方が一変しました。それは、生きている人々に恩恵をもたらす、遺伝学の新しい時代への足がかりとなるものです。 

CRISPR/Cas9とは何か、どのように発見されたのか？

CISPR/CAS9は、DNA配列を目的の位置で正確に切断するために用いられる遺伝子編集ツールである。CRISPRはClustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeatsの略で、Cas9は配列の切断を支援する酵素である。CRISPRには、ヌクレオチドリピーターとスペーサーという2つの主要な特徴がある。通常、CRISPRでは、ヌクレオチド配列が鋳型鎖のように作用して、相補的なRNAを転写し、最終的にCRISPR RNA（cr RNA）と呼ばれる。Emmanuelle CharpentierとJennifer Doudnaは、このスペーサーとリピーターについて最初に発見した人物である。さらに彼らは、DNA配列の切断を助けるCas9酵素が、別のRNA分子に結合していることも突き止めた。cr RNAとtrans activating cr RNAという2つの分子が、Cas9が二本鎖DNAの標的部位を切断するのを助けるのである。

この発見は、エマニュエル・シャルパンティエが、連鎖球菌のウイルスに対する免疫機構を観察していたときになされたものである。彼女が最も興味をそそられたのは、バクテリアの中にあるRNA分子が、バクテリアのCRISPRと非常によく似た遺伝暗号を持っているという事実だった。 2つの配列を解析した結果、RNA分子がCRISPRの繰り返し部分に一致することがわかったのです。さらに研究を進めると、この低分子RNAがCas9の存在下でRNA配列を活性化することを発見した。このRNA配列は、CRISPRの配列の結果であった。 この分子は、トランス活性化CRISPR RNAと呼ばれる。細菌がウイルスに感染すると、細菌はCRISPR領域のゲノムにウイルスのDNAを記憶させる。これにより、細菌は新たな感染から免れることができる。このCRISPR DNAはコピーされ、CRISPR RNAとなり、外来ウイルスDNAを認識するのに役立つウイルスDNAに切断されることになっている。 

その後、ジェニファー・ダウドナは、CRISPR RNAとCas9酵素分子を用いて、このウイルスDNAを特定できるかどうかを解析した。何度かの実験の後、彼らはまだそれを特定することができず、何かが欠けていることに気がついた。そこで、次に実験を行うときには、エマニュエルが発見したトランス活性化Cr RNA分子も加えてみた。すると、なんとウイルスのDNAが特定され、新たなイオンの到来を予感させた。 

今日、CRISPR/Cas9は、生活への新しいアプローチの幕を開けました。科学の様々な分野で利用されています。このツールは、医学の分野でも進化を遂げています。今日、研究者は、人類に最も影響を及ぼしている遺伝性疾患の終結に向けて取り組んでいる。 このツールが活用されている他の分野は、農業で、植物を感染抵抗性に変更したり、薬剤開発や遺伝子治療など、他にもたくさんあります。このツールを規制的、倫理的に使用することで、人類は無限の世界を経験することができるのです。 

参考 

https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2020/popular-information/

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