これらの生物は、CRISPRよりも有用である可能性のある天然の遺伝子編集システムを持っている。

研究者チームが、CRISPR 遺伝子編集よりもさらに精密になる可能性のある新しい生物学的編集システムを発見しました。これは Fanzor と呼ばれるタンパク質に基づいており、この新しい発見は真核生物で発見された最初のプログラム可能な RNA 誘導システムです。この新しい RNA 編集システムは、6 月 28 日にNature誌に掲載された研究で説明されています。

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真核生物には、細胞に核を持つ菌類、植物、動物が含まれます。CRISPR は、単細胞で核を持たない原核生物と呼ばれる生物で初めて発見されました。真核生物で機能するこのような編集システムが発見されれば、生物学的編集の範囲が広がり、精度も向上する可能性があります。

の 研究チームは、Fanzor タンパク質が RNA をガイドとして DNA を正確に標的にする方法と、Fanzor を再プログラムして人間の細胞のゲノムを編集する方法を示しています。RNA は、遺伝子のコーディング、デコーディング、制御、発現など、体内で複数の機能を果たします。Fanzor システムは、CRISPR システムよりも簡単に治療薬として体の組織や細胞に送達できる可能性があります。

この研究では、RNA誘導DNA切断メカニズムが、単細胞核を欠く原核生物と多細胞核を備えた真核生物の両方に存在することも示されています。

「CRISPRベースのシステムは、ゲノム内の異なる部位を標的とするように簡単に再プログラムできるため、広く使用されており強力です」と、マサチューセッツ工科大学（MIT）の生化学者で共著者のフェン・チャン氏は声明で述べた。「この新しいシステムは、人間の細胞に正確な変化をもたらす新たな方法であり、既存のゲノム編集ツールを補完するものです。」

張研究室の主な目標の 1 つは、特定の遺伝子とプロセスを特定することで人間の細胞を調節できる遺伝子医薬品を開発することです。彼らは CRISPR の先を見据え、自然界に他の RNA プログラム可能なシステムが存在するかどうかを調べています。

研究チームは、2021年に発見された原核生物のRNAプログラム可能システムの一種「OMEGA」に基づいて研究を進めている。この研究では、原核生物のOMEGAシステムと真核生物のFanzorタンパク質の類似点がいくつか明らかになり、Fanzor酵素もRNA誘導メカニズムを使用してDNAを標的にして切断している可能性があることが示唆された。

新しい研究で、研究チームは菌類、藻類、アメーバの種、そしてノーザン・クアホッグと呼ばれる一般的な二枚貝からファンゾールを分離した。ファンゾールタンパク質の生化学的特徴付けにより、これらは近くにあるωRNAと呼ばれる非コードRNAを使用するDNA切断エンドヌクレアーゼ酵素であることがわかった。これらのωRNAはゲノムの特定の部位を標的とし、このメカニズムが二枚貝のような真核生物で発見されたのは初めてだと著者らは述べている。

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「これらのオメガシステムはCRISPRのより祖先的なものであり、地球上で最も豊富なタンパク質の一つであるため、原核生物と真核生物の間を行き来できたのは当然のことです」と、共著者で張研究室のポスドク研究員である斎藤誠氏は声明で述べた。

将来のゲノム編集ツールとしての Fanzor の可能性を調査するため、研究チームは、文書の切り取りと貼り付けツールのように、人間の細胞内の標的ゲノム部位に挿入と削除を生成できることを示した。研究チームは、当初 Fanzor システムは CRISPR システムよりも DNA の切り取り効率が低かったが、タンパク質に複数の変異を導入すると、その活性が大幅に向上することを発見した。

研究チームによれば、Fanzor システムは、現在の CRISPR ベースのシステムと同様に、将来の研究や治療のために特定のゲノム編集技術をターゲットに再プログラムできるという。自然界には、発見されるのを待っているこのようなシステムが他にもたくさん存在する。

「自然は素晴らしい。多様性に富んでいます」と張氏は言う。「おそらく、RNAでプログラム可能なシステムは他にもたくさんあり、私たちは探索を続けており、さらに多くの発見ができると期待しています。」