CRISPR 技術を前進させる 7 つのイノベーション

CRISPR-Cas9 テクノロジーでできないことは何ですか? この記事では、このノーベル賞を受賞した技術の 7 つのユニークなアプリケーションについて説明します。

CRISPR 市場がどのように発展しているかについての最新の詳細な分析が必要ですか? PatSnap のダウンロード 独占新レポート.

投稿された月1、2022

CRISPR 技術のアプリケーションは無限にあるように思われます。 異種移植 遺伝子編集された豚の心臓をヒトに移植する*、鎌状赤血球貧血などの血液疾患の治療、および農業と作物の回復力の向上。

CRISPR、略して C艶やか R特に I等間隔 S保育所 Pアリンドローム Repeats は、細菌の免疫系の構成要素であり、DNA を切断および編集できます。 カスタマイズ可能なガイドに従って、DNA 配列をターゲットにして切断できる分子ハサミと考えてください。 これにより、科学者はほとんどすべての生物の遺伝子コードを書き換えることができますが、その前身であるどの遺伝子編集よりも安価で、より単純で、より正確です。 ただし、CRISPR の他の多くの、やや変わったアプリケーションも研究されています。

この記事では、XNUMXつについて説明します ユニーク このノーベル賞受賞技術の応用。

1. カフェイン抜きのコーヒー

コーヒー愛好家が教えてくれます。 デカフェはそれをカットしません。 目が覚めたような感覚を与えたり、一晩中眠れないかもしれませんが、「本物の」コーヒーのフレーバープロファイルはありません. カフェインを除去するために、焙煎業者はコーヒー豆に複雑な化学プロセスを施す必要があります。このプロセスは、しばしば微量の化学物質を残し、豆の複雑な香りと味を劣化させます。

天然に存在するカフェインを含まないコーヒー植物がいくつか見つかっていますが、それらの成功は最小限に抑えられています. そこで、植物科学者はブレークスルーを求めて遺伝子編集に目を向けました。

トロピックバイオサイエンス、CRISPRを使用して、コーヒー植物のカフェイン生産遺伝子を単に「オフにする」ことに成功しました. これにより、高価で無駄が多く、汚染の原因となるカフェイン除去プロセスが不要になります。 CEO の Gilad Gershon 氏は、数年以内に市場に出ることを望んでいるカフェインを含まないコーヒーは、気候変動に強いコーヒー植物を育てる「より大きな機会への入り口」であると信じています。 コーヒー好き歓喜！

2.スパイシートマト

謙虚なトマトは、甘くてジューシーで酸味が強いとよく言われます。 まもなく、ブラジルの科学者チームがトマトを遺伝子操作することを望んでいるため、スパイシーがこのリストに追加される可能性があります。

唐辛子とトマトは何百万年も前に共通の祖先から分岐しましたが、トマトはカプサイシノイド (唐辛子を辛くする分子) を作るのに必要な遺伝物質をまだ持っています. ブラジルの研究者は、CRISPR のような遺伝子編集ツールを使用して、これらの休眠状態のカプサイシノイド遺伝子を活性化し、栽培が難しいことで知られる従来のピーマンの経済的な代替品を提供できると考えています。 マンマ・ミーア、ワクワクします。

3.二日酔いワインはありません

次の日頭が割れるような二日酔いに苦しむことなく、街で夜を過ごしたいと思ったことはありませんか? あなたは運がいいかもしれません。 イリノイ大学の研究者チームは、ワインの発酵に使用される酵母を遺伝子操作し、レスベラトロールと呼ばれる化合物を増やして、二日酔いを減らしました。

問題の酵母は、 サッカロマイセス·セレビシエ（Saccharomyces cerevisiae）、それぞれの遺伝子のコピーが多数あるため、適応性が高く、古い方法で遺伝子操作を行うことは非常に困難です。 CRISPR を使用することで、遺伝子工学者は目的の遺伝子のすべてのコピーを一度に切断することができ、ワイン中のレスベラ トロールの量を増やし、頭が割れるような二日酔いを解消できました。

4.害虫駆除

マラリアを広める蚊がもういない世界に住んでいたとしたら? このシナリオは CRISPR で可能です。 遺伝子編集技術は、感染症を伝染させたり、特定の生態系に侵入したりする種の数を制御するために使用できます。 これは、遺伝子改変がすべての子孫に確実に受け継がれ、何世代にもわたって人口全体に広がる「遺伝子ドライバー」の作成を通じて行われます。

インペリアル カレッジ ロンドンの研究者は、この技術がマラリアの蔓延の原因となる蚊の種に対して特に使用できることを証明しました。 彼らは CRISPR を使用して遺伝子を導入し、両親がその遺伝子を持っている場合、雌が産卵を停止するようにしました。 ケージ試験では、集団は遺伝子導入後7世代という早さで根絶されました。

世界中の研究者は、侵略的なネズミやオーストラリアの野良猫など、他の厄介な種でこのアプローチをテストすることを計画しています. ただし、これらの「遺伝子ドライバー」の使用に伴う倫理的考慮事項をめぐっては、依然として論争があります。

5. アレルギーフリー食品

米国では成人の 90% と子供の XNUMX% が​​食物アレルギーを持っています。 そして、これらの数は驚くべき速さで増加しています。 小麦、大豆、落花生など「XNUMX大植物」と呼ばれる食物アレルギーのXNUMX%を占める植物群が存在します。 食物アレルギーは、免疫系がタンパク質を異物として認識し、免疫反応を引き起こしたときに発生します。まれに致命的なケースもあります。 この問題を軽減するために、科学者は植物を遺伝子操作してアレルゲンの生成を減らしています。

サウスカロライナ州の研究者は、小麦のグルテン含有量を減らして、セリアック病やグルテン過敏症の人が消化しやすいように取り組んできました. 彼らは、これらの病気を助けるために食べ物を改善することは、助ける薬や治療法を見つけるよりも簡単な修正であると信じています. インガテイジェン、ノースカロライナ州の食品技術会社は、同様の戦いに取り組んでおり、低アレルギー性のピーナッツの開発に取り組んでいます. これらの研究者は CRISPR を使用して、これらの作物に含まれる上位のアレルゲンタンパク質を除去することに取り組んでおり、可能な限りアレルゲンのない状態に近い植物を開発し、人々がストレスやアレルギーのない食事を楽しめるようにすることを目指しています。

6. より速い競走馬

レースに行きましょう…しかし、より良く、より速く、遺伝子組み換えされた馬と一緒に？ 研究者は、骨格筋の成長を阻害するミオスタチン遺伝子のさまざまなバージョンが、遺伝子ベースの馬の競走距離傾向をほぼ完全に説明していることを発見しました。これは本質的に、馬の「スピード遺伝子」です。

アルゼンチン人 Kheiron-バイオテック CRISPR を使用して競走馬のゲノムを編集し、より速く、より強く、より優れたジャンパーの品種を作成しています。 彼らはミオスタチン遺伝子を 96.2% の効率で除去することに成功し、その後、この編集でウマの胚を作成することに成功しました。 長期的には、馬に自然な利点を与えるより多くの対立遺伝子を特定し、それらを組み合わせて、他の馬が同じ迅速な利益を得ることができるようにしたいと考えています.

7. 絶滅？

種を死から復活させることはできますか？ これはおそらく、これまでで最もユニークな (少し不気味ではありますが) CRISPR の使用法の XNUMX つです。 現在、リョコウバトの復活について真剣な議論が交わされています。

リョコウバトは北米の森を数億羽の群れで歩き回っていましたが、18 世紀と 19 世紀にこれが変わりました。 彼らは空腹のヨーロッパ系アメリカ人によって大量に狩られ、20世紀初頭に種を急激に減少させ、1914年に飼育下で死んだ最後のリョコウバトが知られていました.

カリフォルニアバイオテック、 復活して復元する、専用の リョコウバトプロジェクト、密接に関連するシマバトのゲノムを変更することにより、種の再確立を目指しています。 成功すれば、このアプローチを使用して、多くの種類の絶滅種や絶滅危惧種を復活させることができると彼らは信じています。 現在、彼らがすべきかどうかという問題はまだ議論の余地がありますが、ケナガマンモスを生きている実生活を見るのはかなりクールであることは否定できません.

CRISPR に関する研究が継続し、さらに発展するにつれて、私たちが知っている生活の多くの側面が変化する可能性があります。 医学からペット、そして私たちの食べ物まで、改善の余地があり、遺伝子工学が飛び込む準備ができています。フィクションは可能なようです。

*最初の遺伝子組み換え豚の心臓の移植に成功した男性が、術後 XNUMX か月で亡くなりました。

彼の死の原因はまだ明らかではありませんが (調査は保留中です)、この結果は研究者が臓器不足の危機の解決にどれだけ近づいているかを理解するのに役立ちます。 異種移植.