スパイシートマト、二日酔い防止ワイン:CRISPRでできないことはありますか?

2021-09-13
CRISPR-Cas9プロセスを介して接合された遺伝物質を受け取ったカメリナサティバと呼ばれる農業植物の発芽胚を含むペトリ皿は、ドイツのガタースレーベンにあるライプニッツ植物遺伝学研究所および作物植物研究所に展示されています。これらのサンプルは、将来のモデル化された環境シナリオに適した生物多様性ハイブリッドの繁殖に使用されます。ショーンギャラップ/ゲッティイメージズ

最近、について多くの話題があります; 具体的には、遺伝子操作された品種。今年の夏、カリフォルニア大学サンタバーバラ校とワシントン大学の科学者のチームは、蚊の視界をいじる方法を開拓し、人間の標的を見つけるのを非常に困難にしました

彼らはどのようにしてそのような偉業を成し遂げましたか?CRISPRとして知られている遺伝子工学ツールを使用します。

「CRISPRはもともとバクテリアがウイルスと戦うために開発した方法でした」とハーバード大学医学部のゲノミクスエンジニアであるラファエルフェレイラは言います。多くの場合、「分子はさみ」のペアと比較して、CRISPRはCasと呼ばれる特殊なタンパク質を使用します。これはCRISPR関連酵素の略で、事前にプログラムされた正確な位置でDNAまたはRNAの鎖を切断します。次に、システムはそのサイトで目的の遺伝子を挿入または削除し、ビオラ:遺伝子編集された生物を挿入できます。

CRISPRは、人間の健康の領域で、盲目の蚊など、多くの可能性を含む可能性の世界を開きます。しかし、それが使用されているのはそれだけではありません。「私たちはその技術の非常に多くの変種を持っているので、可能な限りあらゆる種類の遺伝子工学を行うことができました」とフェレイラは言います。

科学者がラボ内(および場合によっては外部)でCRISPRを適用する最もワイルドな方法のいくつかを次に示します。

1.スパイシーなトマトとカフェイン抜きのコーヒー豆の栽培

つるが熟したトマトを噛むことを想像してみてください。どんな味が思い浮かびますか?甘い?酸性、多分少しおいしい?辛いのはどうですか?

遺伝学者の国際的なチームのおかげで、それは謙虚なトマトの将来のフレーバープロファイルかもしれません。ブラジルとアイルランドの研究者は、CRISPRに、トマト植物の休眠中のカプサイシノイド遺伝子を活性化する手段を提案しました。これは、唐辛子にキックを与えるのと同じ遺伝子配列です。完璧なブラッディマリーを作ることに加えて、植物は、成長するのが難しいことで有名な伝統的なコショウの経済的な代替品を約束します。

CRISPRは、毎日の朝食ルーチンを後押しすることもできます。または、後押しを取り除くこともできます。英国の会社TropicBiosciencesは現在、カフェインを含まないように設計されたコーヒー豆を開発しています。今日のコーヒー豆は、通常、酢酸エチルまたは塩化メチレン(塗料除去剤の成分でもある)に浸すことによって、化学的にカフェイン抜きする必要があるため、これは大きな問題です。この過酷な化学浴は、豆のカフェインとその風味の多くを取り除きます。CRISPRコーヒーは、フルカフェのすべてのローストの良さを備えた、ジッターのないジョーのカップを約束します。

2.二日酔いのないワインを作る

翌朝、頭を割るような二日酔いに悩まされることなく、街で夜を過ごしたいと思ったことがあるなら、運が良かったかもしれません。イリノイ大学の科学者チームは、遺伝子はさみを使用して、ワインの発酵に使用される酵母菌株の健康上の利点を高めました。そして、翌日の頭痛の原因となる遺伝子を切り取ったのです。

サッカロマイセス・セレビシエ問題の酵母は、それが(通常の2とは反対に)各遺伝子の多くのコピーを持っていることを意味し、倍数体生物です。この機能により、酵母は適応性が高く、一度に1つの遺伝子コピーしかターゲットにできない古い方法を使用して遺伝子操作することが非常に困難になります。

しかし、CRISPRを使用すると、遺伝子工学者は遺伝子のすべてのバージョンを一度に横断することができます。古いテクノロジーと比較して、「CRISPRでできることの複雑さははるかに超えています」とFerreiraは言います。「それはすべて効率です」。

これを使用して、イリノイ州のチームは、カッティングルームの床に二日酔いを残しながら、ワインに含まれる心臓の健康に良いレスベラトロールの量を増やすことができました。

3.すべての雄牛、戦いなし

牛の飼育に関しては、角は通常は行きません。完全に成長した雄牛では、それらは農民、他の牛、そして時には動物自体に危険をもたらします。

伝統的に、農場で飼育された牛は、角芽と呼ばれる2つの骨の隆起にある動物の額の角を生成する細胞を全滅させることによって除角されます。芽は、古き良きナイフを使ったり、熱い鉄、電気、または水酸化ナトリウムなどの腐食性物質を適用したりするなど、いくつかの異なる痛みを伴う手段の1つによって破壊されます。これらの慣行は、顔の変形や目の損傷につながることがあります。しかし、CRISPRはより倫理的な代替手段を提供するかもしれません。

科学者たちはCRISPRを使用して、牛の角のない遺伝子を設計し、これらの動物の角を取り除く手順の必要性を効果的に排除しました。さらに興味深いことに、これらの遺伝子編集された雄牛のいくつかは、その形質を子孫に伝えることができました。これは、個体群の循環に形質を維持するために重要です。科学界では、これは潜在的に巨大なサクセスストーリーと見なされてきました。カリフォルニア大学デービス校の遺伝学者アリソンL.ヴァンエネンナムがそれについてエッセイを書いたので、ホーン除去は「動物福祉の懸念」と呼ばれています。優先順位」と継続的な研究提唱します。

歴史的に、一般大衆は遺伝子調整された作物や家畜に対する熱意があまりありませんでしたが、最近の研究はそれらの態度が変化しているかもしれないことを示唆しています。しかし、CRISPRがもう少し「シャーロットのおくりもの」ともう少し「ジュラシックパーク」に使用されたとしたらどうでしょうか。

4.失われた種を復活させる

おそらく、現時点でCRISPRの最も遠い用途は、種全体を死から蘇らせる可能性です。:そして今、ある特定の種復活について真剣に話があります旅客ハトが

リョコウバトは、北アメリカの森を何億もの群れで荒らし、空を暗くし、自然保護論者のアルドレオポルドが「羽の生えた嵐」と表現した下層植生を雷鳴していました。しかし、ヨーロッパの入植者が大陸全体に放射状に広がるにつれて、それは18世紀と19世紀に変化し始めました。

リョコウバトはいたるところにあることに加えて、残念ながら美味しいという品質を持っていました。彼らは、食べ物とスポーツの両方のために、空腹のヨーロッパ系アメリカ人によって一斉に狩られました。人間が営巣地の多くを同時に破壊したことを除けば、これはおそらく鳥の総個体数に壊滅的な打撃を与えることはなかっただろう。この残忍な組み合わせにより、20世紀初頭までに種は急激に衰退しました。最後に知られているリョコウバトマーサという名前の鳥は、1914年に飼育下で死亡しました。

現在、科学者たちはこれらの象徴的な鳥を取り戻す方法としてCRISPRを探しています。カリフォルニアに本拠を置くバイオテクノロジー組織であるRevive&Restoreには、密接に関連するオビオバトのゲノムを改変することによって種を再確立することを目的とした専用のリョコウバトプロジェクトがあります。成功した場合のグループは言う、彼らはから、絶滅または絶滅危惧生き物のすべての種類を復活させるために、このアプローチを使用することができ、黒足のフェレットマンモス。もちろん、そうすべきかどうかはまだ議論の余地がありますが、CRISPRがサイエンスフィクションのようなものを可能にしたことは否定できません。

今それは興味深いです:

2020年、エマニュエルシャルパンティエとジェニファーダウドナは CRISPRテクノロジーの先駆者としてノーベル化学賞を受賞し、これまでで6番目と7番目の女性になりました。

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