科学者は、特定説(推定)の組織のゲノムセーフハーバーサイトを特定説(推定)するための新しいツールを作成します



セント ジュード チルドレンズ リサーチ ホスピタルの科学者たちは、人間の DNA に遺伝子を導入するための安全な場所を見つけることができるツールを作成しました。 このツールは、遺伝子および細胞療法の安全性と有効性を改善するプロセスの初期段階です。 この研究は今日、ゲノム生物学に掲載されています。

ゲノム編集の Google マップを作成しました。 このツールを使用して、遺伝子カセットを安全に統合する場所を特定説(推定)するための新しいアプローチを提供します。 段階的な指示を作成したので、手順に従って、特定説(推定)の組織のセーフ ハーバー サイトを簡単に見つけることができます。」


Yong Cheng, Ph.D.、共同責任著者、St. Jude Department of Hematology

機能不全の遺伝子の機能的なコピーを患者に投与する遺伝子治療は、特定説(推定)の遺伝性疾患の治癒に成功しています。 しかし、この分野では、がん遺伝子が不注意に活性化され、一部の患者でがんが発生するなど、安全性の問題が発生しています。 これに対応して、この分野は「セーフハーバーサイト」、つまり癌やその他の問題を引き起こすことなく遺伝子を挿入できるゲノム内の場所を探してきました。 科学者たちは、血液細胞などの特定説(推定)の組織からのゲノムおよびエピジェネティックな情報を使用してセーフ ハーバー サイトを見つけるパイプラインを作成しました。

セーフ ハーバー サイトを見つける新しい方法

このツールは、1000 ゲノム プロジェクトのデータを使用して、健康な人の間で大きく異なる DNA 配列を比較します。 DNA のある領域が健康な人で頻繁に削除または挿入される場合、研究者は遺伝子治療によって安全に変更される可能性が高いと推論しました。

「私たちの方法は、組織特異的な方法でゲノムのセーフ ハーバー サイトを特定説(推定)する新しい方法です」と Cheng 氏は述べています。 「誰もこの角度から試したことはありません。私たちの最初のステップは、健康な個人の間で挿入または欠失の頻度が高いゲノム遺伝子座を見つけることでした。」

1 つの細胞の DNA をひもだとすると、長さは 2 メートルになります。 しかし、線形配列に加えて、DNA はクロマチン (DNA に関連するタンパク質) を使用して複雑な 3D 構造にループし、細胞内に収まることができます。 ひもと同じように、DNA はその機能に影響を与えるループを持つことができます。 St. Jude ツールは、アクセス可能なセーフ ハーバー サイトを検索する際に、これらのループやその他の構造の存在を考慮します。

「私たちのツールは DNA の 3D 構造を評価します。人間の DNA は 1 次元の線形構造ではなく、実際には 3D であるためです」と Chen 氏は述べています。 「そのため、DNA の一部は DNA の線形配列内で遠く離れている可能性がありますが、3D 構造のループのために物理的に隣接している可能性があります。その場合、3D 近接は線形距離よりも重要です。」

安全性と治療用遺伝子発現のバランス

「安全な遺伝子治療には 2 つのことが必要です」と Cheng 氏は述べています。 「第一に、新しい遺伝子の高い発現を維持すること。そして第二に、統合は正常なヒトゲノムへの影響を最小限に抑える必要があります。これは、遺伝子治療を行う人々にとって大きな懸念事項です。」

科学者たちは、ツールによって特定説(推定)されたセーフ ハーバー サイトに配置された遺伝子が、時間の経過とともに発現を維持することを発見しました。 研究者らはまた、ツールによって特定説(推定)されたセーフ ハーバー サイトの 1 つに遺伝子を配置した場合、従来のセーフ ハーバー サイトよりも近くの遺伝子への影響が少ないことを示しました。

Genomics and Epigenetic Guided Safe Harbor マッパー (GEG-SH マッパー) と呼ばれるこのツールは、https://github.com/dewshr/GEG-SH で無料で入手できます。

著者と資金提供

この研究の筆頭著者は、セント ジュード大学およびテネシー大学健康科学センターの Dewan Shrestha 氏と、ニュージャージー州立大学ラトガース校の Aishee Bag 氏です。 この研究の他の著者は、

聖ジュードのRuiqiong Wu、Xing Tang、Qian Qi。 ニュージャージー州立大学ラトガース校のYeting Zhangと共同通信著者のJinchuan Xing。

この研究は、国立がん研究所 (P30 CA021765)、国立衛生研究所 (R35GM133614)、鎌状赤血球症 (SCD) の新規遺伝子治療に関するセント ジュード共同研究コンソーシアム、ニュージャージー州のヒト遺伝学研究所からの助成金によって支えられました。 ALSAC、セント ジュードの募金および啓蒙組織。

ソース:

セント ジュード チルドレンズ リサーチ ホスピタル



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