さらば「キャス9」 日本独自のゲノム編集技術「キャス3」とは何か

東大教授にしてベンチャーを起業!
遺伝子組換え技術にはすでに半世紀の歴史があり、数多くの組換え作物やバイオ医薬品などが作られてきました。ただ従来の技術では精度が高くないうえ、膨大な時間と手間が必要でした。

これを解消したのが、米国で開発されたゲノム編集ツールCRISPR-Cas9(クリスパー・キャスナイン)です。しかしながらCas9は特許権をめぐって係争中であり、産業利用が難しい状況です。


そこで東京大学・真下知士教授らのグループは、新たにCRISPR-Cas3を開発しました。Cas9とは異なるメカニズムに基づくCas3は、ゲノム編集に新たな可能性を拓く日本発の技術です。

本稿ではこの技術を開発した真下教授にゲノム編集の現状と今後の展望、バイオサイエンスひとすじの研究者人生と、その究極の夢を教えていただきました。

遺伝子組換えからゲノム編集への進化

──遺伝子組換えとゲノム編集、用語が2つありますね。

 

遺伝子組換えは、1970年代から使われはじめた技術です。たとえば、農業分野では「遺伝子組換え作物」がいくつも作られています。

あるいはバイオ医薬品も実用化されています。たとえばヒトのインスリン分泌に関わる遺伝子を取り出して大腸菌に組み込めば、大腸菌がヒトのインスリンを分泌するようになります。これはバイオ医薬品として糖尿病の治療に使われています。

これらはいずれも遺伝子組換え技術によるものであり、その延長線上にあるのがゲノム編集です。

東京大学医科学研究所 実験動物研究施設 先進動物ゲノム研究分野 教授 真下知士

──基本的な考え方は同じ、ということでしょうか。

そのとおりです。そもそも遺伝情報とは、DNAを構成する4種類のデオキシリボヌクレオチドの塩基の並び方を意味します。A(アデニン)、T(チミン)、G(グアニン)、C(シトシン)が数珠つなぎの二重らせん構造となっているのがDNAです。

この塩基の並び方を変えるのが、遺伝子組換え技術でありゲノム編集です。ただ「組換え技術」が「編集」に進化し、効率が数千倍から数万倍に高まりました。

──そこまで効率が変わるのは、何かが決定的に違うのですね。

以前の遺伝子組換えは、外部から遺伝子を導入して配列を変えます。たとえば医学の実験用動物として使われるノックアウトマウスとは、特定の遺伝子を破壊し、その結果として病気が発症するかどうかをみるものです。

ただ、特定の遺伝子を破壊しても思い通りの結果が得られるとは限りません。偶然に頼る必要があるため、1匹のノックアウトマウスを作るのにも、遺伝子組換え技術では同じ作業を何度も繰り返す必要がありました。

これに対してゲノム編集では、DNAの狙ったところを切ってDNAの並び方を変えます。その編集ツールとして、初めて1996年に開発されたのがジンクフィンガーヌクレアーゼ(ZFN)。続いてTALEヌクレアーゼ(TALEN)が開発され、そしてよく知られているのが2012年に誕生したCRISPR-Cas9です。