準備のできていない世界にCrisprを解き放つ準備

1980年代、研究者たちは多くの微生物の遺伝子に奇妙なパターンがあることに気づき始めました。前後どちらから読んでも同じDNA配列があり、その先にはジャンクのように見える配列があり、さらにまた回文が続く、といった具合です。これらの配列の用途は誰も知りませんでしたが、非常に印象的だったため、ヨーロッパの二人の科学者がこれを「クラスター状の規則的に間隔を置いた短い回文反復配列」、略してCrisprと名付けました。

結局のところ、謎の配列は免疫システムでした。微生物が新たなウイルスにさらされると、侵入者のDNA（ジャンク）の一部を切り取り、2つの仕切り（回文）の間に安全に保管します。こうすることで、ウイルスが再び侵入してきた場合、微生物は自身のアーカイブを参照し、適切な免疫反応を発動することができます。

そのプロセスの詳細を解明する任務は、後の世代の科学者に委ねられました。2011年、微生物学者のエマニュエル・シャルパンティエは、Crisprの仕組みには3つの重要な要素があることを突き止めました。それは、DNA二重らせんの鎖を切断するハサミのような働きをする酵素、ハサミに切断位置を指示するガイドRNA、そしてハサミを固定する成分です。翌年、シャルパンティエは生化学者のジェニファー・ダウドナとチームを組み、後に数十億ドル規模の問題となる問いを投げかけました。このシステムを利用して遺伝子編集を行うことは可能だろうか？

彼らが最終的に開発したツール（紛らわしいことにCrisprとも呼ばれる）は、機能するだけでなく、既存のあらゆる技術を事実上圧倒した。Crisprを使って遺伝子を編集するには、ガイドRNAにゲノム上の特定の位置に対応するアドレスを与えるだけでよい。すると、Crisprは選択された遺伝子、あるいは遺伝子の小さな断片を切り取り、必要に応じて代わりの遺伝子を挿入する。（自然の修復機構が自動的に全体を元通りにする。）

その結果は変革をもたらしました。第一に、Crispr はカイコからサルまで科学者が試したほぼすべての動物で機能し、腎臓細胞、心臓細胞など、ほぼすべての細胞タイプで機能します (以前の遺伝子編集技術はラットでさえ問題がありました)。さらに、Crispr は迅速かつ安価です。ダウドナとシャルパンティエの発見以前は、1 つの変異を持つマウスを作成するのに 1 年以上かかった可能性があります。現在では、わずか 2 日で完了します。また、新しい編集技術はタイプミスを生み出すこともありますが、以前のものよりもはるかに正確です。ある科学者は私に、Crispr を使用すれば、少なくとも 1 つの完璧な変異を生み出すのに 10 個の細胞しか必要ないと語りました。昔は同じ結果を得るために約 100 万個の細胞をいじらなければならなかったでしょう。

世界中の科学者たちは過去7年間、この新しいツールの開発に取り組んできました。疾患の根本的遺伝学の研究、医薬品開発の加速、産業用細菌や細胞の性能向上などに活用してきました。そして今、彼らはこれを研究室から現実世界に持ち込もうとしています。初期の応用例のいくつかは既に有望性を示しています。例えば2年前の夏、エクソンモービルはCrisprを用いて、海藻ナンノクロロプシス・ガディタナから生成されるバイオ燃料の量を2倍に増やしたと発表しました。ドイツの研究者たちは最近、サハラ以南のアフリカの農家に壊滅的な打撃を与えてきたアフリカ豚コレラに耐性のあるCrispr遺伝子導入豚を作り出す方法を発見しました。

しかし、この技術の他の用途は、より不穏なものだ。昨年11月、何建奎という名の中国人研究者が、人類初の遺伝子編集ベビーの誕生を発表した。CRISPRで編集されたCCR5遺伝子を持つ双子の女児で、彼によれば、この遺伝子によって特定のHIV株に対する免疫が得られたという。（彼が胚の段階で遺伝子編集を行ったという事実は、女児たちが編集されたDNAを子孫に伝えることを意味する。）この実験は、非倫理的で不必要であり、潜在的に危険であるとして広く非難され、中国当局はこれを「忌まわしい」と呼んだ。しかし、これはCRISPRの発展の次の段階、つまり普遍的に受け入れられる実験ツールから、種、生態系、そして人類を永久に変える可能性を秘めたツールへの前兆でもあった。

この段階には、倫理面および規制面における新たな決定が数多く伴うでしょう。それらを乗り越えるためには、事実をしっかりと把握し、CRISPRがもたらす多くの利点とリスクを正確に理解する必要があります。しかし同時に、私たちは難しい問いにも直面しなければなりません。個人として、そして社会として、私たちはこの技術をどこまで発展させたいのでしょうか？

ジェニファー・カーン (@JenniferMKahn) は、第 26.10 号で非営利団体 Ocean Cleanup について書きました。

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