2014年12月
  1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30 31      

最近のトラックバック

どこからきたの?

  • なかのひと

Google Analytics

« 2008年9月28日 - 2008年10月4日 | トップページ | 2008年10月12日 - 2008年10月18日 »

2008年10月5日 - 2008年10月11日の記事

2008年10月10日 (金)

ウイルスベクターを使用しないiPS細胞

毎日新聞より。

iPS細胞:ウイルス使わず作成、実験成功…山中教授ら

 さまざまな細胞に変化する可能性を持つ「人工多能性幹細胞」(iPS細胞)を、ウイルスを使わずに作ることに、山中伸弥・ 京都大教授らが、マウスの細胞を使った実験で成功した。従来は、ウイルスの一種(レトロウイルス)の使用が必要で、 細胞に発がんなどの遺伝子異常をもたらす危険が指摘されてきた。ウイルスなしで作れたことで、 今後iPS細胞から作った細胞を移植する際の、患者に対する安全性向上につながるとみられる。

 10日、米科学誌「サイエンス」電子版に論文が掲載される。

 iPS細胞を作るには、皮膚細胞など基になる細胞に4種類の遺伝子を導入する必要がある。 従来はこの4遺伝子をレトロウイルスの内部に組み込み、ウイルスごと細胞に注入していた。このウイルスは、 細胞が元々持っている遺伝子の集まり(染色体)に入り込む。この際に細胞の遺伝子に異常が生じ、がんなどが起きる心配があった。

 山中教授と沖田圭介・京大助教らは、レトロウイルスの代わりに大腸菌などが持つ環状の遺伝子「プラスミド」 を使ってiPS細胞を作ることに成功した。プラスミドは一般に染色体内に入らず、遺伝子異常を起こす心配がないとされる。

 4遺伝子のうち、細胞作成に欠かせない3遺伝子を一つのプラスミドに、 作成効率を上げる1遺伝子を別のプラスミドに組み込んだ。これらをマウス胎児の皮膚細胞に4回に分けて注入すると、 実験開始から25日目にiPS細胞ができた。染色体を調べ、外から遺伝子が入った形跡がないことを確認した。

 今後はヒトの細胞で同様の方法でのiPS細胞作成を目指す。山中教授は 「iPS細胞を患者の治療に使うために重要なワンステップだ」と話している。【野田武】

論文はこちら

いきなり余談ですが、iPS細胞化のマーカーにはノーベル化学賞で一躍有名になったGFPの融合タンパク質を使っています。

プラスミドベクターを使用して、CAGプロモーター(サイトメガロウイルス、チキン・アクチン由来の強発現プロモーター)でOct3/4, Klf4, Sox2の3遺伝子の間を口蹄疫ウイルス2A遺伝子由来の自己開裂ペプチドで繋いだポリシストロニックなタンパクとして発現させている。 第4の遺伝子c- Mycは別のプラスミドに組み込まれている。

# この方法だと、本来の内在性の遺伝子に対してちょっぴり余計なペプチドを付けてしまうようなので、 最終的な導入遺伝子の機能については検証が必要なところは面倒かも知れない。引用文献はこちら。 これによると、
口蹄疫ウイルス2A遺伝子は翻訳中にリボゾームを滑らせる機能があるようなので” 自己開裂ペプチド(・・・自己消化などで分解するペプチド) という言い方はあまり正しくないような気がする・・・。

プラスミドベクターの場合、ウイルスベクターよりも遺伝子の導入効率は低くなりがちだが、 導入する遺伝子を一つのプラスミド上に構築することで、全体としては遺伝子導入効率を高くすることができる。たとえば、 A,B,Cの3種類の遺伝子を個々に発現ベクターに載せて細胞に導入する場合、最終的にA,B,Cの全てが細胞に導入される効率は、 それぞれの導入効率の積になる。つまり、A,B,Cの導入効率がそれぞれ10%(=0.1)の場合、 3つとも導入される効率は0.1x0.1x0.1=0.001=0.1%程度になる。従って、 最初から一つのプラスミド上に導入したい遺伝子を全て載せておく方が効率は良い、と言う発想だ。

そのかわり、大腸菌や酵母でもプラスミドの分子量が大きくなると導入効率は下がる傾向にあるので、サイズの効果による導入効率の低下と、 単一のベクター上に遺伝子を集積することによる導入効率の向上のバランスの上で戦略を選択することになるだろう。
c-Mycについてはがん遺伝子ということもあり、そのうち使わずに済ませたいと考えて、分けているのかもしれない。

なお、この論文ではプラスミド導入を4回分けて行うことで、プラスミドの核ゲノムへの組込を抑えることに成功している。 たとえウイルスでないプラスミドでも核ゲノムに挿入してしまっては発がんリスクがあるため、それを抑える技術は重要だ。 論文では上手くいったケースと同様のプラスミドを最初に導入した実験で、核ゲノムへの組込が起こってしまっていたのだが、 最終的には導入プロトコルを改良することで克服している。なお、 プラスミドの検出にはバックボーンにプライマーを11カ所設定してPCRを行ってチェックしている。

# ・・・だが、どうしてそのあたりを改良できたのかは素人目には結構謎です。それから、 導入されたプラスミドはどこへ行っちゃうんでしょうね。

カルタヘナ法との兼ね合いで言えば、細胞に感染性の組換えウイルスを使用する場合は大抵P2レベルの拡散防止措置が必要だが、 プラスミドの場合はそのステップで拡散防止措置を執る必要はない。従って、学内・病院内での手続きが若干楽になるメリットはある。

いずれにしても、遺伝子導入の効率を確保しながら発がん性をおさえると言う点では、アデノウイルスを使った方法と同様、 まだ効率に課題があるようです。

 

人気blogランキングへ←クリックしていただけますと筆者が喜びます!

 

2008年10月 9日 (木)

コムギ・ゲノム解析の幕開け

ローマ人は言った。”分割して統治せよ”

コムギのゲノムは、そのサイズが巨大なことで知られている。ヒトゲノムの5倍もあるため、全ゲノムのシーケンスは、 シーケンサーの能力がかつてよりも飛躍的に発達した今日でさえ、容易な事業ではない。 今後さらにシーケンサーの能力が向上してコストが下がらない限り、コムギ・ゲノムの全塩基配列の決定は困難だろう。

全ゲノムの塩基配列の決定といっても、ゲノムの塩基配列を端から順番に決めるということは技術的にはできない。現在の技術では、 全ゲノムの塩基配列をランダムに決定して計算機上で組み上げる”全ゲノムショットガン法”か、染色体を複数の領域に分割してクローン化、 整列しておいてからDNAクローンごとに塩基配列を決定する”階層的ショットガン法”が採られている。 未だゲノムの全塩基配列が決められていない生物について、どちらの戦略を採るかは今後スーパー・シーケンサーの能力がいかに上がろうとも、 あまり関わりはない。それは、むしろ塩基配列情報を組み上げるコンピューターの能力に関わっている問題だ。

階層的ショットガン法で塩基配列を決めるには、まず百数十 kbp以上の巨大なDNA断片をクローニングして整列化する作業がある。技術的には、 やればできることはわかっている作業なのだが実際に予算を投入し、組織を率いて、その作業を完遂することは今以て困難な事業だ。しかも、 クローンの整列化にかかわるコストは今後ともそれほど下がりそうにはない。

"A Giant Leap for Wheat Genome" -コムギ・ゲノムへの偉大な一歩-
アポロ11号からアームストロング船長が人類で初めて月面に降り立った際に言った言葉になぞらえた記事が、 10月2日のScienceに掲載された。若干大げさな喩えではあるが、パンコムギの3B染色体の物理地図を完成させた論文を表して、 そう取り上げたものだ。

この記事では、物理地図を作成する意義を次のように要約している。"Devide and conquer"・・・「分割して統治せよ」 ローマ帝国が世界帝国を築く際に重宝した考え方で、問題を細かく分けてから個別に解決しなさい、 とか戦闘の際に敵軍を分断してから個別に撃破しなさいと言う具合に使われる言葉だ。

巨大な染色体のシーケンスにあたってもこの考え方が当てはまる。染色体を幾つもの領域に分けて管理しながら塩基配列を決定し、 組み上げていくのだ。今後、シーケンサーの能力はさらに向上し、コストは下がっていくだろう。その日に備えて、コムギ・ ゲノムの研究チームは着実にクローンの整列化を進めている。そのマイルストーンとも言うべき研究が報告された。論文はこちら

人気blogランキングへ←クリックしていただけますと筆者が喜びます!

2008年10月 8日 (水)

ノーベル化学賞、下村脩さんに。 GFPの発見で。

オワンクラゲの緑色蛍光タンパク質(Green Fluorescent Protein, GFP)を発見した功績で、下村脩さんらに3名にノーベル化学賞が贈られた。 下村さんは平成19年に朝日賞を受賞されているので年表はこちら

近頃、遺伝子組換え技術を駆使する人々の間ではGFPはよく知られたツールになっている。遺伝子導入の効率や調節遺伝子の働き (プロモーターアッセイ)を調べる方法は色々あるのだが、遺伝子組換え生物を生かしたまま遺伝子発現を観察できるところが画期的だ。 生かしたまま観察できると言うことは、同じ個体が発生してから死ぬまで観察を続けることができると言う点で、他の技術が及びも付かない。

最近では、黄色や青の蛍光を発する改良版や、 サンゴ由来のDsRED(赤)などGFPそのものの改変や、その発見から派生した蛍光タンパク質もまた、有用なツールになっている。

タンパク質の立体構造解析もままならない時代に発色団の分子構造モデルを提唱されたとのことなので、 それも驚きだ(ちなみに午後8時過ぎのWikipdiaのGFPの項目には、もう「2008年にノーベル化学賞を受賞した」と書いてあった。 早い!)。

もっとも、ご本人は純粋に蛍光タンパク質が何故光るかに関心があったのでしょうから、 その後GFPがレポーター遺伝子として幅広く使われ始めたことについて、どうお考えだったのかはわかりません。 どんなコメントを出されるか楽しみです。以下、読売新聞より。

ノーベル化学賞に下村脩氏ら3人、緑色蛍光たんぱく質を発見

スウェーデン王立アカデミーは8日、2008年のノーベル化学賞を、元米ウッズホール海洋生物学研究所上席研究員の下村脩博士 (80)ら3人に授与する、と発表した。
 下村さんは、発光するクラゲの中から緑色の蛍光たんぱく質(GFP)を世界で初めて発見、精製することに成功。 このGFPを目印にして、生きた細胞中のたんぱく質の振る舞いを直接観察することが可能になり、 生命科学の研究に飛躍的な発展をもたらした。
 日本人3人が受賞した7日の物理学賞に続く快挙で、日本人受賞者は計16人になる。化学賞の受賞は、02年の田中耕一さん以来だ。 1000万スウェーデン・クローナ(約1億4000万円)の賞金は、3人で分ける。授賞式は、12月10日、ストックホルムで行われる。

 3人の授賞理由は「緑色蛍光たんぱく質GFPの発見と開発」。
 下村さんは1961年、米シアトル近郊にあるワシントン大臨海実験所で、オワンクラゲと呼ばれる発光クラゲを研究中、 発光物質の抽出に成功、オワンクラゲの学名から「イクオリン」と命名した。
 しかし、イクオリンは青色に発光するのに、クラゲは緑色に光ることに疑問を持ち、さらに研究を継続。 イクオリンの精製中に見つけた別の物質を調べたところ、酵素なしで自ら緑色に光るたんぱく質であることを突き止めた。当時の学界では、 たんぱく質は、単独では光らないというのが常識で、その常識をくつがえす革新的な発見だった。
 このGFPの遺伝子を使い、調べたいたんぱく質が細胞内のどこに存在し、どこに動いていくかの振る舞いを、 直接観察することができるようになった。現在、この技術を使った論文は年間1000本以上発表され、生命科学の研究には不可欠な「道具」 となっている。
(2008年10月8日19時30分  読売新聞)

えと、他の二人はこちら。 線虫で始めてGFPをレポーター遺伝子に使用したMartin Chalfieと、 蛍光を発する仕組みを追求してGFPを改良し続けたRoger Y. Tsien。 いずれも、現在のレポーター遺伝子としてのGFPの普及に功績が認められたということでしょう。発見、発現そして改良の三拍子。

受賞理由はこちら(pdfです)。 詳しいけれども分かりやすい。さすが。マスコミも”日本人が”と言うことだけでなく、 こういうバックグラウンドの情報もしっかり伝えてほしい。

人気blogランキングへ←クリックしていただけますと筆者が喜びます!

2008年10月 7日 (火)

ノーベル医学生理学賞はHIVとHPVの発見者に

夕方のニュースではノーベル物理学賞が日本人三氏に贈られたとのこと。

私は生物学畑なので、今日のお題はこちら。なんだかHIV+HPVで合わせ技で一本、みたいなノーベル賞です。毎日新聞より。

    ノーベル医学生理学賞: エイズウイルス発見の2博士らに

 スウェーデンのカロリンスカ研究所は6日、08年のノーベル医学生理学賞を、独がんリサーチセンターのハラルド・ツア・ハウゼン名誉教授(72)と、仏パスツール研究所のフランソワーズ・バレシヌシ教授(61)、仏パリ大のリュック・モンタニエ名誉教授(76)に授与すると発表した。授賞理由は、ツア・ハウゼン氏が「子宮頸(けい)がんを引き起こすヒトパピローマウイルスの発見」。バレシヌシとモンタニエ両氏は「ヒト免疫不全ウイルス(HIV)の発見」。この2種類のウイルスは性交渉が原因で感染が広がる。ウイルスの発見で病気の理解が深まり、治療法の開発につながったと評価した。  

 授賞式は12月10日にストックホルムで開かれる。賞金1000万スウェーデンクローナ(約1億4000万円)のうち、半分をツアハウゼン氏、残りをバレシヌシ氏らが等分する。

 ツア・ハウゼン氏は、83年に子宮頸がんの患者からヒトパピローマウイルスのDNAを発見、そのウイルスの遺伝子を複製した。これが、感染を防ぐためのワクチン開発につながった。子宮頸がんと診断された大半からパピローマウイルスが見つかり、毎年50万人が感染している。

 バレシヌシ、モンタニエ両氏は83年、後天性免疫不全症候群(エイズ)   の患者から原因となるウイルス(HIV)を発見。HIVにより発症したエイズが原因でこれまでに約2500万人が死亡した。両博士の発見で、ヒトのリンパ球の機能が弱まる仕組みが分かり、ワクチン開発の道が開かれた。世界保健機関によると、HIV感染者は3320万人(07年末現在)に上っている。【河内敏康】

 ◇HIV「最初の発見者」論争、米仏で6年以上

 HIVの発見を巡っては、モンタニエ氏らと、米国のロバート・   ギャロ氏が共に「最初の発見者」と主張し、論争を繰り広げた。

 モンタニエ氏らは、エイズ患者から初めてウイルスを分離、「LAV」   と命名して83年に発表した。一方、ギャロ氏はその翌年、別のウイルス名で「エイズの原因ウイルスを発見した」と発表した。論争は米仏両国を巻き込んで6年以上続いたが、遺伝子分析などで両者がほとんど同じと判明。このウイルスは後にHIVと命名され、モンタニエ氏に軍配が上がった。

 松下修三・熊本大教授(感染免疫学)は   「ギャロ氏はHIVの大量培養法や検査キットなどを開発し、治療薬の開発につなげた。ノーベル賞は最初のウイルス分離を重視しモンタニエ氏らに贈られたが、病気克服への貢献という意味では両者の果たした役割は同じ程度に大きい」と語った。【西川拓】

  HPVの方はオーストラリアでIan Frazerによって効果的なワクチンが開発され、各国で実用化されている(日本では治検段階とか)。ただ、一旦子宮頸がんを発症すると、日本では外科手術が治療の中心とのこと。転移もしやすいようなので重症化すると予後は良くない。ZARDの坂井泉水さんも、これが元で入院していました。日本ではHIVほど有名ではありませんが、少なからぬ人が感染している重要な病原体です。
  HIVの発見は最初から波乱含みだったのは記事にもある通り。HIVの方は、症状を押さえ込む薬物療法がどんどん進歩してはいるものの、完全に進行をおさえるのはまだ難しい。   免疫担当細胞が攻撃されるので手術でどうにかなるというものではないし予防に役立つワクチンの開発もまだです。
 
  いずれも厄介な病気ですが、完全に克服する医薬品が開発されれば、再びのノーベル賞ものでしょう。

人気blogランキングへ←クリックしていただけますと筆者が喜びます!

2008年10月 6日 (月)

超ミニがお好き? -ナノ・ブタ!-

超ミニを超えるとマイクロミニ?スカートの丈と同じ発想なのかいな。ミニブタよりもさらに小さなブタを開発中とのこと。朝日新聞より。

 

体重10キロ「ミニミニ豚」 医療実験用に品種改良

   成熟しても中型犬程度(約10キロ)の大きさにおさまる世界最小クラスの「極小ミニ豚」を、   静岡県富士宮市の畜産業者が開発した。豚は臓器の生理機能や皮膚の特徴が人間に似ていて、欧米では実験用動物に用いられている。   畜産業者は県とともに品種改良に取り組んでいる。  

 極小ミニ豚は03年、富士宮市の農事組合法人「富士農場サービス」が生み出した。現在は4世代まで生まれて、約80匹に増えた。    今後「マイクロミニ」(仮称)として品種登録する予定だ。

 医療実験には、マウスやモルモット、ビーグル犬のほか、欧米では体重40~50キロの「ミニ豚」も使われている。しかし、   ミニ豚は小型動物に比べて体が大きく、飼育や新薬投与にコストがかかり、国内の使用例は少ない。

 しかし、極小ミニ豚ならば、飼育施設や飼料費を小型動物なみに抑えることが可能という。今後は、個体差を少なくしたり、   繁殖能力を高めたりして、10年度をメドに品種改良を実現させる。成功すれば、国内外で新薬開発などへの貢献が期待される。

 県中小家畜研究センター研究主幹で獣医学博士の河原崎達雄さんは「まず、遺伝子の解析に取り組む。   いますぐ実験に使えるわけではないが、ぜひ計画を成功させたい」と話している。(中野渉)

大人でも体重10キロ程度というの非常に画期的です。これまでのミニブタでも25 kg以下というのが非常に小さい部類らしいのですが、これはその半分以下ですから、 これはもうマイクロを通り越して今はやりの"nano"をつけて"ナノブタ"と呼んであげたいくらいです。

小さければよいと言うのであればマウスの方が当然小さいのですが、 マウスは脂肪酸代謝系がヒトと違っているらしいので、循環器系の疾患や高脂血症、 高コレステロール血症などのメタボリックシンドロームのモデル動物としては使いにくかったのだそうです(参考)。

とはいえ、実験動物としては体重は中型犬並なのでよく食べる方でしょうから、 経口毒性試験用のモデル動物としてはあまり使いたくありません。26や52週の週亜慢性毒性試験をしようとすると、 実験材料を確保するのが大変そうなので。

一方、家系管理をするため遺伝的にある程度均一にできるので、 野生集団由来のサルよりも精度の良い試験ができるかも知れません。

人気blogランキングへ←クリックしていただけますと筆者が喜びます!

 

« 2008年9月28日 - 2008年10月4日 | トップページ | 2008年10月12日 - 2008年10月18日 »

twitter

  • Bernard_Domon

Ranking

  • にほんブログ村 科学ブログ 生物学・生物科学へ
    日本ブログ村
無料ブログはココログ