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ウイルス疾病をCRISPR/Cas9技術でスクリーニング

韓国化学研とIBS、既存の技術の長所だけをとったスクリーニング法を開発


韓国化学研究院は同研究院CEVI融合研究団ウイルス予防チームのキム・チョンセン博士とIBS(基礎科学研究院)ゲノム校正研究団のキム・ジンス団長研究チームがウイルス疾病の治療と関連してCRISPR/Cas9技術を活用した新たなアレイスクリーニング法を開発したと6月28日に発表した。

ウイルス感染治療法にはウイルス自体を殺す方法とウイルス増殖に関与する宿主因子機能を抑制する方法がある。研究チームはこのうち2番目の治療法と関連してウイルス宿主因子を探し出すためのスクリーニング技術を開発した。

ウイルスは人体内に入ると細胞内の遺伝子に依存して生存し増殖する。遺伝子は細胞内のDNA内に約3万個ほど存在しその形態と機能はそれぞれ異なる。このうちどの遺伝子がウイルス増殖と関連があり細胞の成長に打撃を与えない宿主であるかを突き止める過程が必要となる。この過程でこれまではCRISPR/Cas9を利用した混合スクリーニング法、siRNAを活用したアレイスクリーニング法が多く使用された。

混合スクリーニング法は細胞を一度に集めて細胞内のそれぞれ異なる遺伝子をなくしたのち、どの細胞でウイルスが死滅するかを調べる技術。さまざまな細胞の変化を同時にスキャンして時間を短縮でき、CRISPR/Cas9を活用して遺伝子を効果的に切ることができる。だが目立ついくつかの細胞の変化のみ偏向的に検出されるという限界がある。

アレイスクリーニング法は混合スクリーニングとは違って細胞を列と行に配列して(アレイ[array]の形態)一つ一つ検索する技術。個別の細胞の変化を正確に観察できるが、siRNAを活用するのでCRISPR/Cas9に比べて遺伝子の発現を完全に抑制できないという問題がある。

研究チームは既存の二つのスクリーニング法の限界を克服して長所のみ取り、CRISPR/Cas9を活用したアレイスクリーニング法を開発した。またこの技術を用いてコクサッキーウイルスの増殖に関与する宿主因子を明らかにした。コクサッキーウイルスは春と夏に乳幼児に手足口病を起こすエンテロウイルスの代表的なウイルス。

研究チームは今回の開発のために細胞を96個の穴のある実験用の皿(96-well plate)にのせてCRISPR/Cas9を活用してそれぞれ異なる細胞内の約1500個の遺伝子を標的にして切った。その後でウイルスを各細胞に入れてどの細胞でウイルスが増殖し、どの細胞で増殖が抑制されるかを把握するバイオインフォマティクス分析でウイルスに関与する宿主因子ACBD3など10余個を突き止めた。

本研究の成果は既存のスクリーニング法よりも安定しており効率的にウイルス宿主因子を探し出せる。研究に当ったキム・チョンセン博士は「世界的に革新的な研究が進められているCRISPR/Cas9技術をウイルス研究に利用してウイルス治療剤や予防ワクチンの開発に応用できる基盤を作った。今後応用分野拡大のための研究に努めたい」と話している。

IBSゲノム校正研究団のキム・ジンス団長は「既存の二つのスクリーニング法の長所だけを取って開発した新たなアレイスクリーニング法は規模の大きいスクリーニングに応用できる。今後ウイルス因子を探し研究するのに強力な分析ツールとして活用できると思う」と話している。

研究成果はゲノム研究分野の学術誌『Genome Research』6月号に掲載された。







[2018-07-03]

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