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人工スイッチを使った遺伝子コントロールに成功 -治療に役立つ可能性も-

  2014年1月24日

 杉山弘 物質-細胞統合システム拠点(iCeMS=アイセムス)、理学研究科教授の研究グループは、狙ったDNAに結合する化合物によって細胞の遺伝子発現をコントロールすることに成功しました。このような遺伝子発現コントロールは細胞のリプログラミングや、がん・HIVのような病気の治療に役立つ可能性があります。

 本成果は2014年1月24日(ロンドン時間)にネイチャーパブリッシンググループの電子ジャーナル「Scientific Reports」に公開されました。

研究者からのコメント

左からPandian研究員、杉山教授

 遺伝子発現は生体内で緻密にコントロールされていますが、均衡が崩れて異常をきたすことでさまざまな病気の原因となります。このような病気に対する治療として、人為的な遺伝子発現制御の研究が注目を集めています。また、最近ではiPS細胞の登場によって再生医療の実現に期待が高まっています。

 今回、私たちは、ヒトの皮膚細胞に人工的に合成した化合物を投与し、化合物の設計に応じて、別々の特定遺伝子を働かせることを発見しました。今後は「人工遺伝子スイッチ」として遺伝子の動きを自由にコントロールできるようになることで、新たなタイプの治療薬の開発や、今まで治療法のなかった病気の治療の実現が期待されると考えます。

概要

 ヒトのゲノムはおよそ2万の遺伝子をコードしていると言われ、個々の細胞はこれらの遺伝子の発現をコントロールすることで機能を維持しています。エピジェネティックな変化は遺伝子発現制御の方法の一つとして知られ、この均衡が崩れると細胞は機能を維持できず、病気の原因にもなります。

 同研究グループのNamasivayam, Ganesh Pandian 研究員らは、こういった細胞の遺伝子ネットワークの異常を修復する新しいツールの開発に取り組んでいます。エピジェネティック変化により遺伝子の発現を「ON」にするSAHAと、狙ったDNA配列に結合するPIPを結合させることで、32種類のSAHA-PIPと呼ばれる小分子化合物を開発しました。PIPによってSAHAがDNA上の特定の位置に運ばれて遺伝子を活性化すると考えられます。

 今回の研究では、ヒトの皮膚の細胞に SAHA-PIPを投与し、それぞれのSAHA-PIPが設計に応じて別々に遺伝子を発現上昇させることを発見しました。発現上昇した遺伝子には、特定の組織に関連するものや病気の治療に役立つと期待されているものも含まれていました。また、SAHA-PIPは細胞毒性が低く安全であることも見出しました。

 


SAHA-PIPによる遺伝子発現の上昇を示す図

 

詳しい研究内容について

人工スイッチを使った遺伝子コントロールに成功 -治療に役立つ可能性も-

書誌情報

[DOI] http://dx.doi.org/10.1038/srep03843

[KURENAIアクセスURL] http://hdl.handle.net/2433/180545

Ganesh N. Pandian, Junichi Taniguchi, Syed Junetha, Shinsuke Sato, Le Han, Abhijit Saha, Chandran AnandhaKumar, Toshikazu Bando, Hiroki Nagase, Thangavel Vaijayanthi, Rhys D. Taylor & Hiroshi Sugiyama
"Distinct DNA-based epigenetic switches trigger transcriptional activation of silent genes in human dermal fibroblasts"
Scientific Reports 4: 3843 Published 24 January 2014

掲載情報

  • 朝日新聞(1月25日 8面)、京都新聞(1月25日 28面)、産経新聞(1月25日 28面)、中日新聞(1月25日 3面)、日刊工業新聞(2月3日 17面)、日本経済新聞(1月25日 42面)および読売新聞(1月25日 34面)に掲載されました。