細菌細胞に感染するバクテリオファージウイルス、細菌ウイルス。 www.shutterstock.comから

今日、科学界は遺伝子編集の見通しに驚く 「デザイナー」人間。 遺伝子の編集は、気候変動よりも大きな影響を及ぼすかもしれないし、原子のエネルギーを引き出すことの結果さえももたらすかもしれない。

CRISPR Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeatsの略語です。 これはバクテリオファージによる感染から自分自身を守るためにバクテリアが開発した免疫システムであり、地球上で最も豊富な生命体です。

既知の生命体よりも小さい

バクテリオファージは、パリで発見された フェリックス・デレレル パスツール研究所 1917で 彼は赤痢から自発的に回復している患者のサブセットを研究していました。 D'Hérelleは、既知の生命体よりも小さい抗菌剤が感染した患者の細菌を殺したと提案した。 彼はこの新しい生命体の存在を決定的に証明し、バクテリオファージと名付けました。細菌を攻撃するウイルスです。

バクテリオファージは激しく研究されている： その美しさ 電子顕微鏡で明らかにされた そのゲノム 最初の生命体の配列が決定されました。

バクテリオファージ攻撃に応答する

2007では、食品製造会社DaniscoのRodolphe BarrangouとPhilippe Horvathが、Laval大学のSylvain Moineauと協力して、ヨーグルト生産における長年の問題を解決しました。 彼らは尋ねた：なぜヨーグルトとチーズの生産に不可欠なバクテリアがバクテリオファージ攻撃に感受性であり、どのようにこれを防ぐことができるのでしょうか？

Barrangou、Horvath、Moineauが作った 驚くべき発見 バクテリアは実際に免疫系を持っていた。

CRISPR：取得された細菌免疫システム。

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最初のバクテリオファージ攻撃の後、少数の生き残った細菌は、新たに攻撃するバクテリオファージのDNAを認識するであろう。 生き残ったバクテリアは、バクテリオファージの死をもたらす免疫応答を引き起こすであろう。 ファージ攻撃から生き残った細菌は、その細菌ゲノム内にバクテリオファージDNAの断片を埋め込み、感染の「記憶」として働くであろう。

ターゲットとサーバー

Barrangou、HorvathそしてMoineau 発見 どのように侵入するバクテリオファージが排除されたか 新たに侵入するバクテリオファージを認識すると、バクテリオファージは、侵入するバクテリオファージのDNAを標的とし、切断するであろう。

ケベック州を知るには：CRISPR-Cas9：L'origine de ladécouverte| Sylvain Moineau。

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生物学者Jennifer DoudnaとEmmanuelle Charpentierがさらに発見 それは "ガイド" 細菌の免疫系において進化した。 先の感染から得られた記憶断片に対応するDNAを有する任意のバクテリオファージは、「誘導された」排除機構によって認識され、切断される。 一緒に、バクテリオファージDNAの記憶断片および細菌応答機構を包含する細菌免疫系は、CRISPR-Cas9系として知られている。

商業的利用 その後の発見の Doudna、Charpentierなどは、この新しい生物学的システムがどのような生命体でも遺伝子を編集することができると認識していました。

 ボーズマンサイエンス：CRISPRとは何ですか？

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CRISPR-Cas9システムは、初めて発見される遺伝子編集システムではありません。 後期生化学者であるMichael Smithは、ブリティッシュ・コロンビア大学において、癌や他の疾患に関連するアプリケーションを用いた遺伝子編集の化学的手段の発見のために1993でノーベル賞を受賞しました。

UBC Science：Dr. Michael Smithの遺産

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潜在的な解決策としてのバクテリオファージ

D'Hérelleは、赤痢から回復した患者から単離された同じバクテリオファージを、ウサギを他の致命的な感染から保護するために使用できることを観察した。 抗生物質の発見の前に来て、デーレルの発見はインスピレーションを受けました シンクレア・ルイス 彼の人間のバクテリオファージ療法を特徴とする ピューリッツァー賞を受賞した小説 ドクターアロースミス.

一つ バクテリオファージの最大のコレクション 世界的にはラヴァル大学です。 シルヴァン・モイノーはキュレーターであり、コレクションはFelix d'Hérelleの名前を付けられています。

今、バクテリオファージ療法は、 抗生物質耐性。 しかし、ファージ療法の期待は、現在のファ 商業的利益 CRISPR-Cas9システムの

今日では、 結果 パンドラの箱を開くことは私たちにあります。 収穫されたヒト卵の「生殖細胞系」遺伝子編集によりデザイナーのヒトを生成するためのCRISPR-Cas9システムの適用は、世代を経て恒久的な変化をもたらし、これらの恐怖は、 核戦争と気候変動の影響.

しかし、病気の遺伝子編集のように、「非生殖細胞系」CRISPR-Cas9の他の潜在的な用途がある。 これは最近、 犬の筋ジストロフィー。 Pandora's Boxの神話と同様に、「生殖系列」遺伝子編集に関する悲観論は、人類への将来の利益のための希望によって相殺されるかもしれない。

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著者について

John Bergeron、ロバート・ファーフォード名誉教授、McGill医学教授、 マギル大学。 John Bergeronは、共著者としてKathleen Dicksonを感謝しています。

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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