イカには遺伝(いでん)暗号(あんごう)自ら(みずから)編集(へんしゅう)する“特殊(とくしゅ)能力(のうりょく)”があり、人間(にんげん)遺伝子(いでんし)治療(ちりょう)進化(しんか)させる可能(かのう)(せい)がある:研究(けんきゅう)結果(けっか)

イカのRNA編集(へんしゅう)はとてつもない規模(きぼ)実施(じっし)されており、60,000()以上(いじょう)(のう)細胞(さいぼう)(さい)コーディングのプロセスを担う(になう)。ヒトではたった(すう)(ひゃく)にすぎない。PHOTOGRAPH BY ROGER HANLON/THE MARINE BIOLOGICAL LABORATORY

遺伝子(いでんし)編集(へんしゅう)技術(ぎじゅつ)によってDNAの遺伝(いでん)暗号(あんごう)改変(かいへん)することで、ヒトの遺伝(いでん)(せい)疾患(しっかん)治療(ちりょう)目指す(めざす)研究(けんきゅう)進ん(すすん)でいる。地球(ちきゅう)(じょう)のほぼすべての動物(どうぶつ)において、DNAに加え(くわえ)られた変化(へんか)細胞(さいぼう)(かく)(なか)からメッセンジャーRNA(伝令(でんれい)RNA)を介し(かいし)細胞(さいぼう)(しつ)持ち出さ(もちださ)れ、そこでたんぱく質へと翻訳(ほんやく)される。

しかし、ヒトよりずっと(まえ)から遺伝(いでん)暗号(あんごう)編集(へんしゅう)する方法(ほうほう)知っ(しっ)ている“動物(どうぶつ)”が、少なくとも(すくなくとも)1(しゅ)いる。釣り(つり)のエサに使わ(つかわ)れ、大型(おおがた)(うみ)(せい)生物(せいぶつ)餌食(えじき)になる軟体動物(なんたいどうぶつ)・イカの一種(いっしゅ)だ。その遺伝(いでん)暗号(あんごう)編集(へんしゅう)方法(ほうほう)は、遺伝子(いでんし)編集(へんしゅう)をベースにした薬剤(やくざい)治療(ちりょう)(ほう)開発(かいはつ)する研究(けんきゅう)(しゃ)たちにとって、ヒントになるかもしれない。

桁違い(けたちがい)のRNA編集(へんしゅう)能力(のうりょく)をもつ生物(せいぶつ)

マサチューセッツ(しゅう)ウッズホールにある海洋(かいよう)生物(せいぶつ)(がく)研究所(けんきゅうじょ)などの研究(けんきゅう)グループは、アメリカケンサキイカ(Doryteuthis pealeii)が細胞(さいぼう)(かく)(そと)でメッセンジャーRNAを編集(へんしゅう)する能力(のうりょく)をもつと報告(ほうこく)する論文(ろんぶん)を、学術(がくじゅつ)()『Nucleic Acids Research』に2020(ねん)3(つき)24(にち)付け(ずけ)掲載(けいさい)した。動物(どうぶつ)としては初めて(はじめて)発見(はっけん)だ。

論文(ろんぶん)著者(ちょしゃ)のひとりである海洋(かいよう)生物(せいぶつ)(がく)研究所(けんきゅうじょ)上席(じょうせき)研究(けんきゅう)(いん)のジョシュア・ローゼンタールは、この特異(とくい)方法(ほうほう)によるメッセンジャーRNAの編集(へんしゅう)は、イカの海中(かいちゅう)での行動(こうどう)関係(かんけい)があると考え(かんがえ)ている。「神経(しんけい)(けい)大幅(おおはば)改変(かいへん)加える(くわえる)ことで(RNA編集(へんしゅう)を)実現(じつげん)しています。まったく新しい(あたらしい)様式(ようしき)生命(せいめい)活動(かつどう)です」と、ローゼンタールは言う(いう)

すべての生物(せいぶつ)は、何らかの(なんらかの)かたちでRNAを編集(へんしゅう)している。ヒトではRNA編集(へんしゅう)機能(きのう)不全(ふぜん)と、いくつかの疾患(しっかん)関連(かんれん)知ら(しら)れている。散発(さんぱつ)(せい)(すじ)萎縮(いしゅく)(せい)(がわ)(さく)硬化(こうか)(しょう)(ALS)が、その(いち)(れい)だ。RNA編集(へんしゅう)免疫(めんえき)(けい)においても重要(じゅうよう)であり、ショウジョウバエを対象(たいしょう)としたいくつかの研究(けんきゅう)では、気温(きおん)変化(へんか)への適応(てきおう)役立っ(やくだっ)ている可能(かのう)(せい)示さ(しめさ)れている。

しかし、イカのRNA編集(へんしゅう)規模(きぼ)桁違い(けたちがい)だ。イカの場合(ばあい)は60,000()以上(いじょう)(のう)細胞(さいぼう)がこの(さい)コーディングプロセスを実行(じっこう)しているが、ヒトではせいぜい(すう)(ひゃく)()にすぎない。

RNAを(かく)(そと)編集(へんしゅう)する能力(のうりょく)理由(りゆう)

ローゼンタールは、テルアヴィヴ大学(だいがく)やコロラド大学(だいがく)デンヴァー(こう)共同(きょうどう)研究(けんきゅう)(しゃ)とともに、RNA編集(へんしゅう)がイカの(じく)(さく)、つまり(のう)細胞(さいぼう)のなかで電気(でんき)(てき)シグナルを伝える(つたえる)細長く(ほそながく)伸び(のび)部分(ぶぶん)起き(おき)ていることを明らか(あきらか)にした。

これが重要(じゅうよう)発見(はっけん)である理由(りゆう)のひとつに、イカの神経(しんけい)細胞(さいぼう)巨大(きょだい)で、ときには(じく)(さく)(すう)(じゅう)センチメートルの(なが)さになる(てん)挙げ(あげ)られる。つまり、RNAを(かく)(そと)編集(へんしゅう)する能力(のうりょく)のおかげで、イカはたんぱく質の機能(きのう)を、それを必要(ひつよう)とする(からだ)のパーツにより近い(ちかい)位置(いち)変化(へんか)させることができるのだ。

イカがRNA編集(へんしゅう)行う(おこなう)機構(きこう)細胞(さいぼう)(ない)備え(そなえ)ていることがわかったいま、ローゼンタールはそれが「なぜ」進化(しんか)したのかを解明(かいめい)する段階(だんかい)へと進も(すすも)うとしている。水温(すいおん)などの変化(へんか)富ん(とん)環境(かんきょう)条件(じょうけん)適応(てきおう)するうえで役立っ(やくだっ)ているのではないかと、(かれ)考え(かんがえ)ているからだ。「RNA編集(へんしゅう)機能(きのう)操作(そうさ)したら、どんな行動(こうどう)示す(しめす)のか。そこに注目(ちゅうもく)していきたいと思い(おもい)ます」と、(かれ)言う(いう)

PHOTOGRAPH BY ROGER HANLON/THE MARINE BIOLOGICAL LABORATORY

注目(ちゅうもく)すべきはメッセンジャーRNAの編集(へんしゅう)

一方(いっぽう)、ヒトの遺伝子(いでんし)編集(へんしゅう)関心(かんしん)抱く(いだく)研究(けんきゅう)(しゃ)たちは、イカがDNAではなくメッセンジャーRNAを編集(へんしゅう)している事実(じじつ)注目(ちゅうもく)している。CRISPRを応用(おうよう)した医学(いがく)研究(けんきゅう)行わ(おこなわ)れるようなDNAコードの改変(かいへん)は、不可逆(ふきゃがく)(てき)だ。一方(いっぽう)使わ(つかわ)れなかったメッセンジャーRNAはすぐに分解(ぶんかい)されるので、治療(ちりょう)によって導入(どうにゅう)された変異(へんい)にもしエラーがあっても、患者(かんじゃ)体内(たいない)生涯(しょうがい)残る(のこる)ことはなく、やがて消滅(しょうめつ)する。

(かく)(ない)のDNAに恒久(こうきゅう)(てき)変化(へんか)加える(くわえる)ことなく、細胞(さいぼう)(ない)間違っ(まちがっ)情報(じょうほう)書き換える(かきかえる)この能力(のうりょく)は、医学(いがく)研究(けんきゅう)にきわめて有用(ゆうよう)だとローゼンタールは考え(かんがえ)ている。「ゲノムのどこかに有害(ゆうがい)配列(はいれつ)がある場合(ばあい)例えば(たとえば)両親(りょうしん)から受け継い(うけつい)だある箇所(かしょ)のヌクレオチドが、通常(つうじょう)はG(グアニン)のところでA(アデニン)になっているようなときには、RNAを編集(へんしゅう)して元通り(もとどおり)にできる可能(かのう)(せい)があります」と、ローゼンタールは言う(いう)。グアニンとアデニンは、いずれもDNAおよびRNAの構成(こうせい)要素(ようそ)だ。

「RNA編集(へんしゅう)は、DNA編集(へんしゅう)よりずっと安全(あんぜん)です。(なに)かを間違っ(まちがっ)ても、RNAは代謝(たいしゃ)され消滅(しょうめつ)します」と、ローゼンタールは言う(いう)

インディアナ大学(だいがく)生化学(せいかがく)分子生物学(ぶんしせいぶつがく)教授(きょうじゅ)のヘザー・ハンドリーは、「エキサイティングな論文(ろんぶん)です」と評価(ひょうか)する(ハンドリーは今回(こんかい)研究(けんきゅう)には参加(さんか)していない)。「遺伝子(いでんし)編集(へんしゅう)について、わたしたちが知っ(しっ)ていることのほとんどは細胞(さいぼう)(かく)起き(おき)ています。通常(つうじょう)のプロセスとしてはそれでいいのですが、個別(こべつ)()医療(いりょう)考える(かんがえる)なら、患者(かんじゃ)遺伝子(いでんし)変異(へんい)()加える(くわえる)プロセスは細胞(さいぼう)(しつ)のなかで実行(じっこう)する必要(ひつよう)があるでしょう」

ゲノム編集(へんしゅう)療法(りょうほう)は、細胞(さいぼう)(まく)(かく)(まく)の2つを超え(こえ)てDNAを改変(かいへん)する必要(ひつよう)がある。だが、RNA編集(へんしゅう)によってメッセンジャーRNAの塩基(えんき)配列(はいれつ)改変(かいへん)する治療(ちりょう)(ほう)は、細胞(さいぼう)(ない)侵入(しんにゅう)して細胞(さいぼう)(しつ)のなかで作用(さよう)するだけでいい。ローゼンタールらの論文(ろんぶん)示さ(しめさ)れたイカの(じく)(さく)におけるRNA編集(へんしゅう)は、ヒトの遺伝子(いでんし)治療(ちりょう)必要(ひつよう)な「細胞(さいぼう)(しつ)のなかでのRNA編集(へんしゅう)」に相当(そうとう)するものとみなせる。

PHOTOGRAPH BY ELAINE BEARER

イカが人間(にんげん)(いのち)救う(すくう)()

ハンドリーは、イカがRNA編集(へんしゅう)使っ(つかっ)ている酵素(こうそ)が、ヒトにおいてもメッセンジャーRNAの改変(かいへん)使える(つかえる)かもしれないと考え(かんがえ)ている。「多く(おおく)人々(ひとびと)がこの技術(ぎじゅつ)模索(もさく)していました。問題(もんだい)は、どの酵素(こうそ)治療(ちりょう)使える(つかえる)かです」と、ハンドリーは言う(いう)。「イカの酵素(こうそ)細胞(さいぼう)(しつ)のなかで作用(さよう)するなら、治療(ちりょう)(ほう)として真っ先(まっさき)検討(けんとう)すべきものでしょう」

RNA編集(へんしゅう)(きゅう)成長(せいちょう)(ちゅう)研究(けんきゅう)分野(ぶんや)であり、研究(けんきゅう)しているのはウッズホールの海洋(かいよう)生物(せいぶつ)(がく)研究所(けんきゅうじょ)にとどまらない。米国(べいこく)食品(しょくひん)医薬品(いやくひん)(きょく)(FDA)は18(ねん)、RNA干渉(かんしょう)利用(りよう)した(はつ)治療(ちりょう)(ほう)認可(にんか)与え(あたえ)た。これはRNAの小さな(ちいさな)断片(だんぺん)細胞(さいぼう)挿入(そうにゅう)し、細胞(さいぼう)本来(ほんらい)のメッセンジャーRNAと結合(けつごう)させて、分解(ぶんかい)促進(そくしん)する技術(ぎじゅつ)だ。

この治療(ちりょう)(ほう)は、遺伝(いでん)(せい)トランスサイレチンアミロイドーシスと呼ば(よば)れるまれな遺伝(いでん)(せい)疾患(しっかん)において、神経(しんけい)損傷(そんしょう)引き起こす(ひきおこす)たんぱく質の生産(せいさん)阻害(そがい)するためのものだ。この病気(びょうき)抱える(かかえる)患者(かんじゃ)は、やがて()臓器(ぞうき)不全(ふぜん)陥り(おちいり)()至る(いたる)

19(ねん)刊行(かんこう)されたRNA編集(へんしゅう)に関する学術(がくじゅつ)論文(ろんぶん)は400(ほん)超え(こえ)ている。ローゼンタールが共同(きょうどう)創業(そうぎょう)(しゃ)務める(つとめる)企業(きぎょう)含め(ふくめ)、いくつものバイオテクノロジースタートアップがRNA編集(へんしゅう)システムを利用(りよう)し、筋ジストロフィー(きんじすとろふィ-)などの遺伝(いでん)(せい)疾患(しっかん)治療(ちりょう)(ほう)や、依存(いぞん)(せい)高い(たかい)オピオイドに代わる(かわる)鎮痛(ちんつう)治療(ちりょう)開発(かいはつ)目指し(めざし)ている。

イカは実に(じつに)興味深い(きょうみぶかい)生物(せいぶつ)であり、今後(こんご)生物(せいぶつ)(がく)研究(けんきゅう)によってますます驚き(おどろき)秘密(ひみつ)明かさ(あかさ)れるだろうと、ローゼンタールは言う(いう)。その一部(いちぶ)がいずれ、イカをただのおつまみとしか思っ(おもっ)ていない人々(ひとびと)(いのち)救う(すくう)かもしれない。

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