お小No. 106 September 1.

2017

触媒懇談会ニュース
触媒学会シニア懇談会

最近のバイオテクノロジーの話題、「ゲノム編集」
今成 眞に関わった。その後、再び触媒開発の方に戻私の略歴とバイオテクノロジーとの関わり

り、三菱油化と三菱化成の合併で三菱化学
触媒懇談会ニュースには相応しくないかになってから、横浜総合研究所で触媒開発もしれないが、自分としては興味がある最の研究所長、黒崎の開発研究所長、横浜総合近のバイオテクノロジーの話題に触れてみ研究所長の後、三菱化学全体の研究開発統たい。私は大学では有機化学専攻だった。三括となった。その結果、三菱化学生命研の改菱油化に入社して、つくばの中央研究所に革にも取り組み、かなりバイオテクノロジ配属され触媒開発に従事した。自分も関係ーのことに触れることになったのである。

して工業化されたものでは、アクリル酸触媒や、脱硝触媒（日立製作所と共同研究し、ゲノム編集

触媒ハニカム製造は触媒化成工業が実施）、現在は三菱ケミカルで、YX-4000 という商

最近、バイオテクノロジーでは「ゲノム編品名で、販売されている高機能エポキシ樹集」が話題になっている。遺伝子組み換え脂の原料である２．６キシレノールダイマ

は、従来は、そんなに簡単な技術ではなく、ーの合成触媒などがある。一時期トリプトきちんと成功する確率はかなり低かった。

ファン製造法の開発にも関係した。インド

今回、開発されたゲノム編集技術によれば、ールとセリンを中間原料とし、遺伝子組みその効率を画期的に改善し、簡単にゲノム換えした菌を用いてトリプトファンを製造中の狙った場所を切断できる。ゲノムの二するもので、国家プロジェクトだった。初め本鎖を二本同時に切断でき、その切断したは中間原料合成法開発担当だったが、途中場所に他の遺伝子を入れることが出来る。

から、生物化学研究室長となり、プロジェク

この技術は２０１２年に、ジェニファー・ダトリーダーになったので、遺伝子組み換えウドナ博士（現カリフォルニア大学バークの方も管理する立場になり、あわせて診断レイ校教授）とエマニュエル・シャルバンテ薬開発の方も管理する立場になった。トリィエ博士（現マックスプランク感染生物学

プトファンの様に、微生物の力を利用して研究所所長）が「サイエンス」に発表した。

有機化合物を製造する、いわばケミカルバ

生物学では２１世紀最高の発明と言われ、イオと、診断薬のような、メディカルバイオノーベル賞の有力候補と言われている。こ1

の技術の元は石野良純博士（現九州大学教入し、うまく目的の場所が切断できるか試授）が約３０年前に大腸菌や古細菌の遺伝せばよい。このプラスミドは、公的機関の研子配列に奇妙なものがあるのを発見したこ究者なら、実費数万円で入手できるようにとによる。その配列は TCCCCGC、少し間なった。プラスミドを用いる場合、プラスミをおいて GCGGGGA というような配列(数ド遺伝子中の目的以外の遺伝子が挿入され十塩基対からなる。A-C、G-T で塩基対が形てしまうことがあるらしい。これを避けた成されるので折りたためる構造になる。)

ければ、プラスミドの形ではなく、ガイドＲが、間隔(スペーサーと呼ばれる) をおいてＮＡとタンパク質のキャス９を導入してゲ頻度高くみられるというもので、今日、クリノム編集することも出来るようになりつつスパーと呼ばれる。CRISPER (Clusteredある。

Regularity Short Palindromic Repeats「規従来の放射線などを用いた、ランダムで則的にスペーサーが配置された短回文（た非効率な方法から、動物細胞でも植物細胞けやぶやけたのようなもの）繰り返し配列

でも、かなり簡単かつ正確に、高効率に、ピ群」) である。

ンポイントでゲノムの狙った場所を切断したり改変したりする事ができるようになっこの配列は現在では古細菌などの免疫機た。

能に関連するものと理解されている。古細菌にウイルスが感染すると、そのウイルス

この技術を用いて、筋肉量を倍増した真のＤＮＡ配列をスペーサー部分に保存して鯛（日本）や４割ほど筋肉量を増加させた牛記憶しておき、再度そのウイルスに侵入さ(米国)がつくられている。筋肉量の増加を制れた時に、記憶した古細菌のＤＮＡから転限するミオスタチンというタンパクの関連写された RNA を含むものが、そのウイル遺伝子を除去してしまうことにより、このスの DNＡを検知して接合し、伴った切断様なことが可能になった。また、日本の研究酵素の働きで切り刻んで無害化する。

者により、腐りにくいトマトや、油を多く貯スペーサー部分に目標とする遺伝子配列める藻が作られている。作物の品種改良にに接合するようにデザインしたＲＮＡ(ガ従来は５年位かかったが、ゲノム編集によイドＲＮＡ)を持つクリスパーと切断酵素れば約半分ですむという。

（キャス９）を組み合わせてクリスパーキ

医療はゲノム編集応用が期待される分野

ャス９としたものが、最近のゲノム編集のである。血友病や筋ジストロフィーなど遺キー物質である。これにより、目標の場所の伝子異常が原因で発病する病気が約８００

切断や遺伝子組み換えを起こせるようにな０種あると言われている。これらのうちのった。クリスパーキャス９を遺伝子工学ツいくつかに対し、ゲノム編集での治療の可ールとして使う研究者は、編集したいゲノ能性が検討されている。さらにこれからはム中のＤＮＡ配列に合わせて、ガイドＲＮ個人個人の体質に応じた個別化医療の時代

Ａだけを設計すれば良い。ガイドＲＮＡをとなると予想される。ヒトゲノムの完全解設計し、これを転写するＤＮＡとキャス９読がなされ、その後の進歩により、今や、かのＤＮＡを、プラスミドを用いて細胞に導なり簡単に個人の自己ゲノムの解析ができ2る時代になっている。ゲノム編集の登場機功している。この例では、癌細胞を認識する会が多くなるものと思われる。

機能、正常細胞は認識せず癌細胞のみを攻

ゲノム編集の医療への応用では、米国で撃するように仕向けたＴ細胞レセプター機すでに臨床試験に入った例もある。あるエ

能、服薬している化学薬剤に対する耐性をイズ患者の血液を採取し、含まれるリンパＴ細胞に与える機能が付加されたＴ細胞が球を改変した。リンパ球はある突起を持っ用いられ、劇的な成功を収めた。第一、第二ている。エイズウィルスはこの突起に結合世代もまだ使われているが、第三世代のクしてリンパ球内に侵入し、リンパ球を破壊

リスパーキャス９はこれらに比べ使い勝手してしまう。この突起をつくる遺伝子を除が格段に良くなった。

去し、突起のないリンパ球を持つようにし、このようにゲノム編集は切れ味鋭い技術

これを再び患者の体内に戻したところ、エで、色々な分野での応用が期待できるが、光イズ治療薬を服用しないでも良いレベルまもあれば影もある、で回復し、うまく行っているとの事である。

生物そのものの改変が出来てしまう。

また、癌への適用例もある。白血球Ｔ細胞

マラリアは、蚊がマラリア原虫を媒介す

は癌細胞を攻撃するが、癌細胞は白血球Ｔることにより人に感染するが、蚊にゲノム細胞の表面にあるＰＤ-１という突起に結編集でマラリア原虫を保持しないようにし、合し、攻撃されないようにする。このＰＤ-

その蚊が交尾した相手の蚊にも、その体質１が出来ないようにし、さらに癌細胞を捕（マラリア原虫を保持しない）が伝わるよまえるように改変したＴ細胞をゲノム編集うにすることができる。この蚊の子孫はすでつくることができている(スーパーＴ細べてマラリア原虫を保持しないものとなる胞と呼ばれる)。シャーレでの実験では、このである。ある一匹の蚊にこれを施し野にのＴ細胞が癌細胞を死滅させるのが確認さ放つと約２年で全世界の蚊がマラリア原虫れている。ＰＤ-１は、高価なので話題となの媒介をしないようにすることができるそった癌治療薬オプシーボのターゲットであうで、究極的な生物改変になる。遺伝子ドラる。オプシーボはＰＤ-１に接合し癌細胞がイブと呼ばれる方法で、この蚊はすでに作Ｔ細胞を無力化するのを妨げる。但し、ＰＤられているが、野に放たれないように厳重-１は免疫に関係するものなので、その除去に保管されている。

は自己免疾患につながる怖れもあるらしい。

また、中国ではヒト受精卵（異常な受精卵生命現象は精密且つ複雑に制御されているで人になる可能性はなかったものだが）へので慎重さが必要である。の適用もすでに報告されている。遺伝子改

実はクリスパーキャス９はゲノム編集第変が容易にできることから、優生学の復活三世代と言われる。１９９６年に第一世代や、デザイナーベビーといったことにつなＺＦＮ、２０１０年に第二世代タレンが開がる怖れも指摘されている。

発されていた。このタレンを用いて、２０１生殖への適用の懸念の他にゲノム編集そ５年に、重篤で他の治療法がもう無かった、のものの安全性の問題も、まだ完全ではな急性リンパ性白血病の赤ちゃんの治療に成いらしい。ゲノム編集では、確率は低いらし
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れない。

いが、狙ったところではない場所の遺伝子（今成 眞）変異を起こしてしまう、オフターゲット変異の怖れも指摘されている。ゲノム編集の例ではないが、嘗て遺伝子治療で深刻な副作用が起こったことがあった。ゲノム編集
では副作用の起こる確率は低いことが期待できるが、それでも十分に安全性を検証する必要がある。ことが生命、生物に関係する事であり、適用には慎重になる必要が大いにある。
またこのゲノム編集の特許は複雑な事になっている。カリフォルニア大学バークレイ校のダウドナーシャルバンティエ陣営は当然特許申請していたが、この両氏陣営ではなく、ハーバードとＭＩＴが出資している米ブロード研究所のフェン・チャン博士が、今のところ特許取得している。ダウドナーシャルバンティエ両氏の発表以前にすでに発明していたと実験ノートを証拠に特許取得した（その時点ではギリギリ、米国は先発明主義だった）。ダウドナーシャルバンテ
ィエ陣営(カリフォルニア大学バークレイ校)はチャン氏の特許は無効であるとして再審査請求しており、現在この再審査請求が受理され米特許商標庁で再審査中であるという以上すでにご存じの方も多いと思うがバイオテクノロジーの最近の大きな話題であるゲノム編集について紹介した。
最近、技術的進歩が最も著しく、社会に対する影響が大きそうなのが、ＩＰＳ細胞を含めたこのバイオテクノロジー分野とＡＩ分野ではないかと思う。
この様な技術が触媒化学にどう関係するか分からないが、何かヒントになるかもし4