注意：人間医学以外の実験的分子生物学的方法については別のセクションがまだ利用できないため、次の記事は他の従来の治療法に含まれています。 CRISPR / Cas法は、DNAの修飾（ゲノム編集; 遺伝子 はさみ）。 1987年に、科学者はこれまで観察されていなかった適応性を発見しました 免疫システム 大腸菌で。 これは、DNA内のいわゆるCRPSPRシーケンス（クラスター化された規則的に間隔を空けた短いパリンドロームリピート）に基づいています。 大腸菌はバクテリオファージのDNAを統合します（ ウイルス に特化した 細菌 宿主細胞として）それ自身のDNAのCRSPR配列、したがってcrRNAを転写します（DNAをRNAに書き換えます）。 crRNAは、スペーサー配列と反復配列の両方で構成されています。 スペーサーシーケンスは、から「抽出」されたシーケンスです。 細菌。 いわゆるtrRNA（tracrRNA）は、名前の付いた反復配列に結合します。 CAS9酵素を動員します。 現在、複合体（crRNA：tracrRNA：Cas9複合体）が存在します。これは、crRNAの空間配列に相補的なバクテリオファージDNAに結合することができます。 いわゆるエンドヌクレアーゼ（DNA切断酵素、したがって制限酵素）として、CAS9はウイルスDNAを二本鎖で切断します。これにより、最終的に複製が不可能になります（つまり、複製ができなくなり、結果として統合ができなくなります）。 9年以上の間、この手順はゲノム編集研究に重点を置いて使用されてきました。 「crRNA：tracrRNA：Cas5複合体」と記載されているものは、植物や動物に広く適用でき、遺伝子の除去（削除）と最終的なサイレンシングを可能にします。 研究以外の用途は、干ばつ耐性およびウイルス性病原体に対する予防接種の強化のために、農業および食用作物で2020年以上にわたって発見されています。 この手順は、後で人間医学で使用される可能性があります。 XNUMX年以来、初めて、先天性疾患の治療的アプローチがあります ハート 子供の欠陥（ビチウム）。 Vitiumは、複雑な遺伝性疾患であるヌーナン症候群（常染色体劣性または常染色体優性遺伝）の一部です。 LZTR1の原因となるバリアントを解読した後 遺伝子、生成された人工多能性心筋細胞の適切な遺伝子補正（ハート 双子の幹細胞からの筋肉細胞）を行った。 ザ・ 遺伝子 細胞の分化と成長に不可欠なシグナル伝達経路を調節します。
人間医学におけるこの潜在的な治療の前に
包括的なものを含む親の遺伝性疾患の分子遺伝学的検査 遺伝カウンセリング.
手順
手順は、に記載されている大腸菌の防御機構の手順と同様です。 免疫システム。 このプロセスでは、crRNAのスペーサー部分を修飾して、配列特異的な二本鎖相補DNAを切断し、標的を絞った欠失を生じさせることができます。 化学的に修飾されたtrRNA：crRNA分子はguideRNAと呼ばれます。 これには、9つの異なるcrRNA：tracrRNA：Cas2複合体がDNA上の9つの部位に付着する必要があります。 DNAフラグメントの除去後、XNUMX番目のDNAフラグメントの酵素支援結合がリガーゼによって発生します。 これは、細菌のようにDNA配列を単に切断することとは異なります。 何年にもわたって、本質的なモデリング技術が追加されてきました。 これらは、DNA鎖内の削除だけでなく、新しいDNAヌクレオチドの追加（挿入）も可能にします。 最も有望な変更はプライム編集です。 ここでは、DNAフラグメントの削除、つまり削除の後に、新しいDNAフラグメントの挿入が続きます。 いわゆるペグRNA（プライム編集ガイドRNA）は、挿入されるDNAの転写産物としてここで入手できます。 逆転写酵素の助けを借りて、pegRNAはDNAに転写され、再びリガーゼを使用してDNAに組み込まれます。 このプロセスに必要なCASXNUMXタンパク質は、二本鎖カットではなく一本鎖カットを生成します。 これにより、新しいDNAフラグメントを、切断されたDNA鎖の突き出た端に正確にフィットさせて挿入できます。 新しい変更は、遺伝性疾患の文脈で将来的に「非病理学的」なものに従って「病理学的」なDNA配列を交換するための基本です。
治療後
もう一度、ゲノムスクリーニングが実行され、ゲノム編集の成功が確認されます。
起こりうる合併症
guideRNAの塩基のミスマッチの可能性があるため、オフターゲット効果、つまり望ましくない部位での結合が発生する可能性があります。 これらは、点突然変異（塩基の変化）、挿入（DNA配列への追加のヌクレオチドまたはDNA配列の組み込み）、欠失（…の喪失）、転座（DNAの位置の変化）、および反転（DNAセグメントの存在が変化する）を引き起こす可能性があります180度）。 CAS9酵素は、すべての場合に目的の場所で切断されるわけではありません。 しかし、特異性の向上は、タンパク質設計の変更によってすでに実現されています。 また、CAS9をエンドヌクレアーゼFoklにリンクすることにより、 細菌、特異性を1：10,000に増やすことができます（他の変更なしで、最大1：2の特異性のみ）。
