生物工学：二本鎖DNA切断を伴わないゲノムDNA中の標的一塩基のプログラム可能な編集

現在のゲノム編集技術は、遺伝子修正の最初の段階として標的遺伝子座で二本鎖（ds）DNA切断を導入する。ほとんどの遺伝病は点変異により生じるが、点変異修正のための現在の手法は非効率的であり、通常、dsDNA切断に対する細胞応答により標的遺伝子座に多数のランダムな挿入や欠失（インデル）が起こる。本研究で我々は、新たなゲノム編集方法として「塩基編集」の開発について報告する。この手法では、プログラム可能な様式で1つの標的DNA塩基を他の塩基へ直接かつ不可逆的に変換でき、これにはdsDNAの主鎖切断もドナー鋳型も必要ではない。我々はCRISPR/Cas9とシチジンデアミナーゼ酵素の融合体を作出した。この融合体はガイドRNAによってプログラムできる能力を保持し、dsDNA切断は誘導せずに、シチジンをウリジンへ直接変換させるため、C→T（あるいはG→A）置換が起こる。こうしてできた「塩基編集因子」は、5ヌクレオチド前後の範囲でシチジンを変換し、ヒト疾患と関連するさまざまな点変異を効率的に修正することができる。形質転換したヒトとマウスの4つの細胞株で、第2世代と第3世代の塩基編集因子（さらにウラシルグリコシラーゼ阻害因子を融合させたもの、および編集されないDNA鎖を標的としたCas9ニッカーゼに改変したもの）は、細胞のDNA修復応答を操作し、望ましい塩基編集結果を促すことにより、インデル形成を最小限（典型的には1％以下）に抑えて、細胞DNA全体の約15～75％を恒久的に修正することができた。塩基編集技術は、点変異に対するゲノム編集の範囲と効率を拡大するものである。

目次へ戻る