CRISPR/Cas9 遺伝子ハサミの新しい機能を研究者が発見



ここ数年、CRISPR/Cas9 遺伝子ハサミは、科学と医学にセンセーションを巻き起こしています。 分子生物学のこの新しいツールは、古代の細菌免疫システムに起源があります。 いわゆるファージ、つまり細菌に感染するウイルスによる攻撃から細菌を保護します。 ボン大学病院 (UKB) の構造生物学研究所とボン大学医学部の研究者は、パートナーであるスコットランドのセント アンドリュース大学とハンブルグの欧州分子生物学研究所と協力して、新しい遺伝子はさみの機能。 この研究は昨日、有名な科学雑誌「Nature」に掲載されました。

バクテリアとファージは太古の昔から地球上で生死を賭けた戦いを繰り広げてきました。 攻撃しているファージがその遺伝物質を細菌に注入すると、新しいファージが強制的に生成され、さらに多くの細菌に感染します。 一部の細菌は、それに応じて CRISPR システムを進化させました。 この細菌免疫システムにより、ファージの遺伝物質が認識され、破壊されます。

同時に、得られた断片は細菌のゲノムに組み込まれます。 これにより、CRISPR 免疫システムが何度もアクセスできる一種のライブラリが作成され、将来の攻撃に備えることができます。 さらに、遺伝子ハサミのいわゆる III 型バリアントが小さなシグナル分子を生成することが発見されました。 これらの小さな分子の助けを借りて、バクテリアは複雑な緊急計画のスイッチを入れます。 これにより、ウイルスを最適かつ広範囲に対処することができます。

ボン大学病院 (UKB) の構造生物学研究所とボン大学医学部の研究者は、パートナーであるスコットランドのセント アンドリュース大学と欧州分子生物学研究所の科学者と協力して、これがどのように機能するかを調査しました。ハンブルク。 研究チームは、小信号分子がとりわけ CalpL と呼ばれるタンパク質に結合し、それによって活性な「プロテアーゼ」になることを発見しました。 これらはタンパク質を切断する酵素であり、タンパク質のはさみとして機能します。 「プロテアーゼは、情報を高速で伝達するために人間の免疫系でも使用されます」と、UKB の構造生物学研究所の博士課程の学生であり、研究の 2 人の最初の著者の 1 人である Niels Schneberger は言います。

最後に、研究者は、新たに発見されたタンパク質はさみのターゲットも見つけました。 それは、CalpT と呼ばれる小さなタンパク質分子を切断します。これは、3 番目のタンパク質分子である CalpS の安全ラッチのように機能します。 , 細菌の代謝を防御に切り替える. 私たちはそれらの遺伝子が何であるかを知ることに非常に興味があります. この複雑なシグナル伝達カスケードの発見により、研究者は CRISPR システムのまったく新しい側面を明らかにしました。

CRISPR システムの優れた点は、バイオテクノロジーおよび医療目的のために非常に簡単に再プログラムできることです。 CRISPR の助けを借りて、DNA を特異的に変更することができます。つまり、遺伝子または遺伝子のブロック全体を挿入または切除することができます。 神経麻痺を引き起こす脊髄性筋萎縮症 (SMA) などの一部の疾患は、遺伝子はさみの助けを借りて、今日すでに治療することができます。

この CRISPR 活性化タンパク質はさみにより、分子生物学のツールボックスにまったく新しいツールが加わりました。 そしておそらくこれにより、CRISPR を将来さらに多用途に使用できるようになるでしょう。」


PD Dr. Gregor Hagelueken、UKB の構造生物学研究所のグループ リーダー、およびボン大学の学際的研究領域「生命と健康」のメンバー

ソース:

ボン大学病院 (UKB)

ジャーナルの参照:

Rouillon、C.、等。 (2022) 環状ヌクレオチド活性化 CRISPR プロテアーゼによる抗ウイルスシグナル伝達。 自然。 doi.org/10.1038/s41586-022-05571-7.



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