クリスパーってなに?CRISPR/Cas9のしくみを簡単に解説!

バイオテクノロジー

クリスパーってなんでしょうか?一般的にクリスパーと言った時にはCRISPR/Cas9(クリスパー/キャスナイン)のことを指していることが多いようです。CIRSPR/Cas9とはゲノム編集に応用されよく使われているシステムです。このページを読めば、CRISPRとは何か?Cas9とは何か?CRISPR/Cas9とはどういった技術なのかをざっくりと理解することができます。今回は「クリスパー」について学んでいきましょう。

スポンサーリンク

CRISPR/Cas9 とは?

CRISPR/Cas9とは、特殊なDNA領域であるCRISPRそれと結合してはたらくタンパク質であるCas9によって起こる現象のことです。CRISPR/Cas9システムともいいます。もともとは細菌と古細菌が自分の身をウイルスなどから守るために持っている防御システムです。

どうやって防御しているのかというと、外敵のDNAを切り刻むことで身を守っています。DNAは生命の設計図を記録している物質なのでそれを破壊されてはひとたまりもありません。

外敵のDNAを狙って攻撃するためには自分のDNAと外敵のDNAを区別する必要があります。そのために外敵の情報を記録するCRISPRと実際に外敵をやっつけるCas9タンパク質が協力して仕事をしています。例えるならば、CRISPRが指名手配書で、Cas9が警察です。警察であるCasタンパク質は指名手配書のコピーを持って細胞内を巡回し、見つけた指名手配犯(外敵のDNA)をやっつけます。

スポンサーリンク

CRISPRとCas9はそれぞれ別の物質のこと!

まず意識してほしいことがCRISPRとCas9がそれぞれ別の物質であることです。ひとつひとつ見ていきましょう。

CRISPRとは特殊なDNAの領域のこと

DNAは4つの塩基によって遺伝子の情報を記録します。DNAは直線状に塩基がつながった配列(鎖のようなイメージ)になっています。人間の細胞1個1個にもDNAの長い鎖が入っています。

CRISPRはその長いDNAの配列の中にある特殊な繰り返し配列のことを言います。CRISPRは省略された名称で、正式名称はClustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeatsです。日本語に直訳すると「スペースを空けて集合した短い回文配列の繰り返し」になります。なんじゃそりゃという感じだと思うのでかみくだいて説明していきましょう。

回文というのは上から読んでも下から読んでも同じ言葉のことです。有名なところでは、「しんぶんし(新聞紙)」、「たけやぶやけた(竹やぶ焼けた)」なんかがあります。DNAは、A・T・G・Cという4種類の塩基で書かれた暗号なので、DNAにある回文配列というのもA・T・G・Cで書かれます。DNAの回文配列は普通の回文と少し異なります。DNAは二本鎖を作っているので、DNAの回文配列は一方の鎖の配列が逆向きで相補的な鎖にも現れるものを指します。例えば「CTTAAG」といった感じです(注:これは実際のCRISPRの繰り返し配列ではありません)。

CRISPRには、このような回文配列が繰り返し書かれており、それぞれの回文配列の間に外敵のDNA配列の情報が書かれています。CRISPRからRNAを転写し、加工することで、外敵のDNA配列の情報を示したcrRNAというものが作られます。これは、外敵の情報がのっている指名手配書のようなものです。

Cas9とはタンパク質のこと

ではCas9とはなんでしょうか?これはCRISPRと一緒にはたらくタンパク質のことです。正式名称はCRISPR associated protein 9で、単語の頭文字からCas9となっています。タンパク質は体の中で仕事をしている物質です。私たちの体の中でもたくさんの仕事をしています。タンパク質には種類がたくさんあり、それぞれがする仕事は決まっています。Cas9タンパク質は外敵のDNAを見つけて切断します。CRISPRには外敵のDNAの情報が書かれているということを説明しました。Cas9タンパク質はCRISPRから作ったcrRNAを取り込んで、そこに記録されている塩基配列を探します。こうすることで狙った塩基配列(外敵のDNA)のみを切断することができます

スポンサーリンク

ゲノム編集技術に応用されたCRISPR/Cas9

CRISPR/Cas9は、ねらったDNA配列を壊すことができる細菌などの防御の仕組みであるということを説明してきました。CRISPR/Cas9はバイオテクノロジーの分野で注目されています。

ゲノム編集技術ではcrRNAに改変したい遺伝子のDNA配列を入れて、CRISPR/Cas9で遺伝子を狙ってDNAの切断を行い、修復する時に起こる間違いを引き起こします。こうすることで遺伝子を狙って突然変異を起こさせることができます。遺伝子組換えは遺伝子を狙って編集することができなかったので、その問題を解決することができる技術として注目されています。ゲノム編集については以下の記事にまとめてあります。よろしければどうぞ!

スポンサーリンク

参考

コメント

タイトルとURLをコピーしました