CRISPR で設計されたスーパーニワトリは鳥インフルエンザに耐性があります

CRISPR で設計されたスーパーニワトリは鳥インフルエンザに耐性があります

タイムスタンプ：12年2023月3日38:XNUMX
CRISPR で設計されたこれらのスーパーニワトリは、鳥インフルエンザに耐性があります。垂直検索。あい。

遺伝子編集ツール CRISPR は、世界中で流行している最も致死性の高いウイルスの 2020 つである、XNUMX 年以来数億人を殺害しているウイルスと戦う上で極めて重要である可能性があります。

もちろん、新型コロナウイルス感染症（Covid-19）ではありません。 このウイルスは特に攻撃性の高い鳥インフルエンザの一種で、世界中で鶏の個体数を激減させています。 悲痛なことに、病気を封じ込めるために多数の群れが殺処分されました。 卵 XNUMX 個の値段が高騰しているのですか？ このインフルエンザ株も原因の一部です。

食料品代は別として、家禽の間でウイルスが蔓延した山火事は、人間を含む他の種にも感染する可能性があるという憂慮すべき見通しも引き起こしている。 による 世界保健機関によると、10年以降、2022大陸のXNUMXカ国が哺乳類における鳥インフルエンザウイルスの兆候を報告しており、新たなパンデミックの懸念を引き起こしている。

いくつかの国が開始しました 予防接種キャンペーン ウイルスと戦うために。 しかし、それは強敵です。 ヒトのインフルエンザ株と同様に、ウイルスは急速に変異し、時間の経過とともにワクチンの効果が低下します。

しかし、感染症の芽を摘むことができたらどうなるでしょうか?

今週、 チーム 英国からは、一般的な鳥インフルエンザに強い「スーパーニワトリ」が作られました。 研究者らは、ニワトリの始原生殖細胞（精子や卵子に発達する細胞）で、CRISPR-Cas9を使用して、ウイルスの複製に重要な単一遺伝子を微調整した。

編集されたニワトリは、編集されていない「対照」のニワトリと同じように成長し、行動しました。 彼らは健康で、いつも通りの数で卵を産み、囲いの中で嬉しそうに鳴いていました。 しかし、感染した小屋で流行する可能性のある実際の量のインフルエンザに挑戦すると、彼らの遺伝子強化が明らかになりました。 編集されたニワトリはウイルスと戦った。 コントロールの鳥はすべてインフルエンザにかかりました。

この結果は「待望の成果」であると、この研究には関与していないチェコ科学アカデミー分子遺伝学研究所のイジー・ヘイナル博士は次のように述べている。 言われ 科学。 2020年に、 Hejnar は CRISPR を使用しました 癌を引き起こすウイルスに耐性のあるニワトリを遺伝子操作し、鳥における効率的な遺伝子編集への道を開く。

この技術にはまだ発展途上があります。 遺伝子強化にもかかわらず、編集された鳥の半数は、大量のウイルスを投与されたときに病気になりました。 実験のこの部分では危険信号も出た。ウイルスは突然変異を伴う遺伝子編集に急速に適応し、鳥の間だけでなく、人間にも飛び込む可能性のある突然変異を獲得し、感染をより良く広めた。

研究著者であるインペリアル・カレッジ・ロンドンのウェンディ・バークレー博士は記者会見で、「これはニワトリをウイルスに耐性のあるものにする方向に進むことができるという概念実証を示した」と述べた。 「しかし、私たちはまだそこに到達していません。」

ターゲット

2016年には、 バークレーは、鳥インフルエンザウイルスがニワトリの細胞内で感染して増殖するために使用するニワトリの遺伝子を発見した。 ANP32Aと呼ばれるこれは、DNA情報を他の生化学メッセンジャーに翻訳してタンパク質を構築する遺伝子ファミリーの一部です。 インフルエンザウイルスは鳥の細胞に入ると、その遺伝子産物を取り込んで自分自身のコピーをさらに多く作り、近くの細胞に広がることができます。

ANP32A は細胞とウイルスの間の唯一の遺伝的つながりではありません。 後の研究 インフルエンザウイルスが細胞内で増殖するのを阻止する32番目の「防御」遺伝子を発見した。 この遺伝子はANPXNUMXAに似ていますが、XNUMXつの大きな変化があり、ドアを閉めるようにウイルスと細胞の接続を切断します。 ウイルスは増殖するために宿主を必要とするため、障害物は本質的にウイルスのライフラインを遮断します。

「何らかの方法で（遺伝子とウイルスの）相互作用を破壊できれば…おそらく遺伝子編集によって、ウイルスは複製できなくなるでしょう」とバークレー氏は語った。

新しい研究はこの考え方に従っています。 彼らは、CRISPRを使用して、保護遺伝子で観察された32つの遺伝的変化をスプライシングすることにより、ニワトリの始原生殖細胞のANP32Aを改変した。 この細胞をニワトリの胚に注入すると、健康な成熟したニワトリで編集された精子と卵子に成長し、編集されたANPXNUMXA遺伝子を持つヒナが誕生した。

このプロセスは技術的に聞こえますが、基本的には古代の農場技術を 21 世紀にスピードアップしたものです。必要な特性 (この場合はウイルスに対する耐性) を維持するために動物を繁殖させます。

スタンド

チームは編集したニワトリをいくつかのウイルスチャレンジでテストした。

ある実験では、生後20週間のヒナXNUMX羽の鼻に鳥インフルエンザウイルスを噴射した。そのうちの半数は遺伝子組み換えで、残りのヒナは普通に飼育されていた。 この手順は大変そうに思えますが、ウイルスの量は感染した小屋に通常存在する量に注意深く調整されました。

対照の10羽すべてが病気になった。 対照的に、編集されたニワトリのうち感染したのは XNUMX 羽だけでした。 それでも、編集された他の鳥にはウイルスが伝染しませんでした。

1,000回目のテストでは、チームは投与量を元の鼻にスプレーする量の約XNUMX倍に増やした。 遺伝子構造に関係なく、すべての鳥がウイルスに感染しました。 しかし、編集された鳥はインフルエンザの症状が出るまでに時間がかかりました。 また、彼らは、遺伝子構造に関係なく、より低いレベルのウイルスを保有しており、小屋内の他の人にウイルスを感染させる可能性が低かった。

一見すると、結果は有望に思えます。 しかし、彼らは危険信号も出した。 保護的な「スーパー遺伝子」にもかかわらず、ウイルスが編集されたニワトリに感染した理由は、盗聴者が遺伝子編集に急速に適応したためである。 言い換えれば、家畜を保護することを目的とした遺伝子交換は、皮肉なことに、ウイルスをより急速に進化させる可能性がある。

ゴールデン・トリオ

なぜこのようなことが起こるのでしょうか? いくつかの検査では、ウイルスゲノムの変異により、ウイルスが ANP32A ファミリーの他のメンバーに取り付く可能性があることが判明しました。 これらのタンパク質は通常、インフルエンザのウイルス侵入中にベンチに留まり、ウイルスの複製に静かに抵抗します。 しかし、時間の経過とともに、ウイルスは各遺伝子と連携して繁殖力を高めることを学習しました。

研究チームは、同様の変化により、ウイルスが人間を含む他の種に感染する可能性があることを十分に認識している。 「私たちは、観察された変異には警戒していませんでしたが、画期的な感染が起こったという事実は、今後さらに厳密な編集が必要であることを意味します」とバークレー氏は述べた。

エラスムス大学医療センターのサンダー・ハーフスト博士、研究 鳥インフルエンザの哺乳類への侵入、同意します。 「ニワトリ内で（ウイルスの）複製がこれ以上起こらない、水密なシステムが必要です。」 彼が語った 科学.

考えられる解決策の 32 つは、遺伝子編集を強化することです。 ANPXNUMXA は、ウイルスの増殖を助ける XNUMX つの遺伝子メンバーのうちの XNUMX つにすぎません。 予備テストで、研究チームはペトリ皿内の細胞内の XNUMX つの遺伝子すべてを無効にしました。 編集された細胞は、非常に危険なインフルエンザウイルス株に耐性がありました。

しかし、まだ完全な解決策ではありません。 これらの遺伝子は、健康と生殖能力を制御するマルチタスクです。 XNUMX つすべてを編集すると、鶏の健康と繁殖能力にダメージを与える可能性があります。 現在の課題は、ウイルスを防御しながら正常な機能を維持する遺伝子編集を見つけることだ。

バイオテクノロジーは別として、規制と世論も遺伝子編集の世界に追いつくのに苦労しています。 CRISPRed 動物は現在、遺伝子組み換え生物 (GMO) と考えられています。 欧州連合法に基づく、この指定には多くの規制上の荷物と一般の認識の問題が伴います。 しかし、今回の研究のような遺伝子編集は、ある生物から別の生物に遺伝子をつなぎ合わせるのではなく、自然界で自然に発生する可能性のあるものを模倣するため、一部のCRISPRed動物は消費者に受け入れられる可能性がある。

「世界は変わりつつあると思う」 と 研究著者のヘレン・サング博士は、インフルエンザ耐性鳥類の研究にXNUMX年間取り組んできた専門家である。 食用として遺伝子編集された動物に関する規制は、技術が成熟するにつれて変化する可能性が高いが、最終的に何が許容されるかは多文化の考え方に依存するだろう。

画像のクレジット： トニ・クエンカ / Unsplash

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