広島大学大学院理学研究科 山本 卓 教授、京都大学iPS細胞研究所 Knut Woltjen 准教授および 慶應義塾大学 先端生命科学研究所 曽我 朋義 教授らは、人工DNA切断酵素(※1)を用いたヒトiPS細胞での正確な一塩基置換技術(MhAX法)を開発しました。本法は、従来法と比較して、目的の一塩基多型(※2)以外の変異が最小限である点や、二次的なドナーDNAを必要としない点など多くの利点を有します。このゲノム編集技術(※3)を用いた精密な一塩基置換技術は、ヒトiPS細胞での遺伝性疾患のモデリングや修復に広く利用され、疾患の本態性解明や新薬の開発、遺伝子治療等へ応用されることが期待されます。
本研究成果は、英国Nature Publishing Groupの科学雑誌『Nature Communications』に掲載されました。
【用語説明】
※1 人工DNA切断酵素
DNAに結合する部分とDNAを切断する部分を人工的に融合させたタンパク質(Transcription activator-like effector nuclease, TALEN)や標的配列に結合するガイドRNAと複合体を形成してDNAを切断するタンパク質(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats- CRISPR associated protein 9, CRISPR-Cas9)がある。どちらも、ゲノムDNAの特定の遺伝子配列のみを切断することが可能である。
※2 一塩基多型
ゲノムDNAの中の特定の単一塩基が異なる塩基に置き換わったもの。ゲノムワイド関連解析から、疾患への関与が疑われる一塩基多型が多数同定されているものの、その多くは実験的な証明が追いついていない状況にある。
※3 ゲノム編集技術
人工DNA切断酵素によってゲノムDNAにDNA二本鎖切断を誘導し、その修復過程において、標的遺伝子への欠失や挿入変異を導入(遺伝子ノックアウト)したり、ドナーベクターのゲノムDNAへの組み込みを促進することで遺伝子を挿入(遺伝子ノックイン)したりする最先端の遺伝子改変技術。
図 PITChシステムとMhAX法
PITChシステムがMMEJ依存的手法により外来遺伝子を挿入するのに対し、MhAX法では、同様の機構により薬剤耐性遺伝子を除去し、一塩基置換を導入することを目的としている。