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遺伝子組み換え人間 Crispr-Cas9

ヒトヒトピッチャン

バイオハッカー

生物学やバイオテクノロジーを用いて身体や生物の機能を改善することを目指す人々を指します。具体的には、遺伝子編集技術を利用して遺伝子を修正したり、生体電子学を用いて身体に電子機器を統合したりすることがあります。彼らは自己実験や市販の医療製品を活用して身体の能力を向上させることを試みることもありますが、その中には倫理的な問題や法的な規制に挑戦する者もいます。

CRISPR-Cas9

CRISPR-Cas9（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats and CRISPR-associated protein 9）は、ゲノム編集技術として広く利用される強力なツールです。以下に、CRISPR-Cas9の主な要素や仕組みについて詳しく説明します：

1. **CRISPR:**
  - **CRISPR配列:** 細菌や考古細菌がウイルスなどの外部からの攻撃に対抗するために進化的に獲得した一連の短いDNA配列。これらの配列は、過去に感染したウイルスの一部のゲノム情報を保存しています。
  - **Cas (CRISPR-associated):** CRISPR配列と連携して動作するタンパク質。様々な種類があり、それぞれが異なる機能を果たします。

2. **Cas9:**
  - **Cas9:** 特に注目されているCRISPR関連のタンパク質。Streptococcus pyogenesという細菌から派生したもので、外部からのDNAを検知して切断する能力を持っています。

3. **CRISPR-Cas9の基本的な仕組み:**
  - **ガイドRNA (gRNA):** カス9が特定のDNA配列を認識するためのガイド。このガイドRNAは目的の遺伝子またはDNAシーケンスに対応する領域を指定します。
  - **DNA切断:** ガイドRNAによって指定された遺伝子やDNA配列にCas9が結合し、その場所でDNAを切断します。
 
4. **利用分野:**
  - **ゲノム編集:** CRISPR-Cas9は、生物のゲノムに特定の遺伝子を追加、削除、変更することが可能です。これにより、遺伝子関連の研究や治療法の開発などが進んでいます。
  - **遺伝子機能の解析:** 特定の遺伝子がどのような役割を果たしているのかを理解するために、その遺伝子を無効化して観察する手法としても利用されます。

CRISPR-Cas9は効率的で使いやすく、多くの研究室で利用されていますが、同時に倫理的な問題や安全性の懸念も浮上しています。

RNAがDNAを変え遺伝子発現やゲノム編集をするシナリオ


1. **転写 (Transcription):** RNAは通常、DNAテンプレートから転写されます。RNAポリメラーゼと呼ばれる酵素がDNAを読み取り、対応するRNA分子を合成します。このプロセスにより、遺伝子からの情報がRNAに変換されます。

2. **RNA編集:** 一部のRNA分子は、転写後に編集されることがあります。この編集により、RNA分子内の特定の塩基が変化することがあります。RNA編集は、例えばアデノシンからイノシンへの変換などを含む複数のメカニズムを経て行われます。

3. **RNA逆転写 (Reverse Transcription):** これは、RNAがDNAに逆に変換されるプロセスです。例えば、一部のウイルス（逆転写ウイルス）は、RNAを逆転写してDNAに変換し、ホスト細胞のゲノムに取り込むことがあります。

4. **CRISPR-Cas9システム:** バクテリアや考古細菌で見られる免疫システムで、RNAがDNAに対して特定のシーケンスを認識し、それに基づいてDNAを編集する役割を果たします。これはゲノム編集技術として広く利用されています。

これらのプロセスにより、RNAがDNAを変えることで、遺伝子発現の制御やゲノムの変更が可能になります。

DNA編集

CRISPR-Cas9技術を使用して遺伝子やDNAを編集することは、一定の成功を収めています。再構築の可能性は、具体的な目標や修復の難易度に依存します。以下に、再構築が可能な状況と考慮すべき点をいくつか挙げます：

1. **ゲノムの一部を再構築:**
  - **遺伝子の編集:** 特定の遺伝子を追加、削除、または変更することが可能です。
  - **ノックアウト:** 特定の遺伝子を無効化することができます。

2. **点変異の修復:**
  - **単一塩基の修復:** 特定の塩基の変異を修復できる場合があります。

3. **遺伝子挿入:**
  - **外部からの遺伝子挿入:** 新しい遺伝子を挿入して追加することも可能です。

4. **細胞治療:**
  - **患者の細胞の修復:** 病気の原因となる変異を修復し、患者の細胞を再構築する可能性があります。

ただし、いくつかの重要な考慮点があります：

- **オフターゲット効果:** CRISPR-Cas9は、目標以外の場所での変異を引き起こすオフターゲット効果が起こる可能性があります。これは正確な編集が難しい場合があります。

- **倫理的な問題:** 人間のゲノム編集に関する倫理的な問題が存在し、特に人間の生殖細胞への変更は慎重に考える必要があります。

再構築の成功は、具体的な編集の複雑さや目的に依存しますが、CRISPR-Cas9は遺伝子やDNAの再構築において強力なツールとして注目されています。

DNAに加えられた変更が修復されるか？


1. **逆転写の修復:** 逆転写によって生じた変更が修復されるかどうかは、ホストのゲノム修復機構に依存します。一部の生物は、外部からの遺伝子の取り込みに対して修復メカニズムを持っていますが、全ての変更が修復されるわけではありません。

2. **CRISPR-Cas9の修復:** CRISPR-Cas9システムによるDNAの変更は、通常、ガイドRNAによって指定された部位で特異的に行われます。この変更が修復されるかどうかは、細胞の修復機構や再結合メカニズムに依存します。修復されない場合、変更がゲノムに残ります。

修復メカニズムは進化的に発展しており、生物がゲノムの正確性を保つために備えていますが、100%の修復は保証されません。特に大規模で複雑な変更や外部からの影響に対しては、修復が難しい場合があります。