目次：
１．具体的にゲノム編集するにはどうすればいい？
２．神のハサミ「クリスパー・キャス9」とは！？
３．「神のハサミ」の作り方レシピ
４．ハサミで切って遺伝子を破壊するだけでも色々できる
５．ゲノム編集によるHIV感染症の治療
６．ゲノム編集したのかどうか？ 見分けることは極めて難しい！
７．ヒト受精卵のゲノム編集をいかに規制すべきか？
次回予告：
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１．具体的にゲノム編集するにはどうすればいい？
前回の「前編」で、ゲノム編集を動画のフィルムの編集に例えました。
ゲノム編集について理解するのなら、フィルム編集に例えて考えると非常に解りやすいです。
フィルム編集するとき、実際にひとコマひとコマの絵を見て、編集したい場所を探しますね。
まずは、ハサミで切るべき正確な場所を見つけ出さなければなりません。
ゲノム編集でも同じことです。
細胞の中にある30億ものDNAの配列の中から、たった1ヶ所、自分が切りたいと思う場所を探して見つけなければなりません。
でも、フィルムと違うところは、ゲノムの配列は人の目では見えないということです。
どんな高性能の顕微鏡を使っても、塩基のGATCの並びは判別できない！
では、どうやって、その場所を見つけるのか？
人には見つけられません。その代わりに道具を使います。
所望のDNA配列を探し出す「探査装置」のようなものです。
「装置」といっても機械ではありません。
その正体は「RNA分子」です。
RNAがDNAの特定の配列を（自動的に）見つけ出してくれるのです。
実は、「クリスパー・キャス9」のうち、「クリスパー」というのは、特定のDNA配列を見つけ出す機能をもったRNAのことを指すのです。
さて、RNAであるクリスパーは、切るべき場所を見つけると、DNAのその場所にくっつきます。
でも、クリスパーは、どうやって標的のDNA配列を見つけることができるのか？
元々RNAというものは、DNAの塩基配列をコピーして作られます。
写真に例えれば、RNAはDNAを鋳型にして写し取られた「ポジ（プリント）」のようなもの。
そしてDNAは、ポジであるRNAを作るための「ネガ」のようなもの。
ネガとポジはピッタリと合うのです。
まるで、朱印船の「割符」のように。
だから、相手を間違うことはありません。（基本的に）
う～～～ん。若い人には、「ネガ」とか「ポジ」とか、分っかるかな～～？ 分かんねぇだろうな～～（でんでん調）
えっ？ 「でんでん」も分かんねぇって？（笑）
朱印船や割符は、学校で習いましたよね？
さて、切るべき場所は見つけ出しました。次にはDNAを切らねばなりません。
ハサミの登場です。
このDNAを切るハサミはタンパク質、つまり酵素です。
標的であるDNA配列に結合したクリスパーを目印にしてDNA切断酵素がやってきて、その場所で二本鎖のDNAをぶった切る。
このDNA切断酵素こそ「キャス9」なのです。
２．神のハサミ「クリスパー・キャス9」とは！？
もうお分かりでしょう。
神のハサミ「クリスパー・キャス9」とは、特定のDNA配列を見つけ出すRNA分子と、DNAをぶった切る切断酵素とを合わせて、そう呼びます。
過去ブログでもお話しましたが、もう一度説明を。
DNAは普通、二本の鎖が互いにねじれあって結合した二重らせん構造をとっています。
この二本の鎖の間は、塩基という物質が互いに対を成して結合しています。
DNAの塩基には4種類ありますが、この「対」を作るのには大原則があるのです。
4種類の塩基、グアニン（G）、アデニン（A）、チミン（T）、シトシン（C）ですが、必ずGとC、TとAが向かい合って手をつなぎ、対になります。
このGとC、TとAの対というのも、「割符」のように形が定まっており、ペアの相手を間違えることは、まずありません。
DNAの塩基対形成の大原則
RNAもDNAと非常によく似た構造をしており、やはり塩基は4種類。
でも、DNAと違うのは、チミン（T）の代わりにウラシル（U）という塩基を持っているのです。
そして、RNAのUは、DNAのTと同様、やはり相手の鎖のAと対を作るのです。
この「塩基対」の原理に従って、RNAであるクリスパーは、自分の20個ほどの塩基の配列とピッタリ対を作ることの出来る標的DNAの配列を、30億塩基対ものゲノムの中を探し、見つけ出すのです。
30億のGATCから成る、一見デタラメな文字列の中から、たった20文字の特異な文字列を探し出す。
これがどれほど困難な事か！！
30億字というと、400字詰め原稿用紙で750万枚ですよ。
750万枚の原稿用紙に、ただひたすら、一見無意味に思えるGとAとTとCの文字が書き連ねられている。
もし貴方が、この750万枚の原稿用紙の中から、特異な20文字の配列を探し出せと言われたなら、どれくらいの時間がかかりますかね？
何ヶ月？ それとも何年？
いやいやいや。。。1日1000枚ペースでも7500日（20年以上）！
最初の1万枚くらいまでで見つかれば超ラッキー！！てなもんです。
これはもう、「太平洋でメダカ一匹探すようなもの」ですよねぇ。
でも、驚くべきことにクリスパーは、わずか数秒から、せいぜい数十秒！！でこの作業を完了させます。
凄くないですか？ その能力恐るべし！クリスパー！！
下の図は、ある論文から拝借したものですが、クリスパーがゲノム上の標的DNA配列に結合し、それにキャス9が結合して、特定の場所で標的DNAを切ろうとしているところです。
RNAであるクリスパーの赤い塩基配列部分が、クリスパーが探し出すべき標的DNAの塩基配列に完全にマッチしているのですね。
クリスパーの青い塩基配列の部分は、DNA切断酵素であるキャス9が結合する「足場」の役割を果たします。
Zhang et al., Molecular Therapy: Nucleic Acids, Vol.9, p.230 (2017)から無断転載（見逃して 笑）
キャス9は、標的DNAに結合したクリスパーを目印にして結合し、ここでDNAをぶった切るのです。
クリスパーの赤と青の境目の辺り、標的DNAの黄緑色の部位を、キャス9は正確に2本の鎖ともども切断してしまいます。
そしてキャス9は、クリスパーが結合していないところでは、決してDNAを切断しません。
これは絶対的な法則であり、ゲノム編集が極めて正確である所以です。
３．「神のハサミ」の作り方レシピ
どうやって「神のハサミ」を作るのかって？
これはもう簡単です！
神様が作ったハサミだから、ひたすらお祈りして下さい。（冗談ですよ）
もとえ
いや、別に大層なことじゃぁありません。
キャス9は原始的（？）な遺伝子組換え技術で作ります。
キャス9はタンパク質ですから、その遺伝子、つまりDNAを遺伝子工学のごくごく基本的な方法で大腸菌の中に導入して作らせます。
その大腸菌を大量に培養すれば、大量のキャス9を作ってくれます。
あとはキャス9を精製してきれいにするだけ。
でも、手っ取り早くは、試薬屋さんから買えますので、お買い求めください。
クリスパーは短いRNAですから、これはもう、機械で自動的に作れます。化学合成ですね。
いや、研究者は自分では合成しません。
いくらでも合成を請け負ってくれる業者があるので、希望の塩基配列をメールで送るだけ。
そう、標的DNAの切りたい場所の塩基配列を調べて、それをもとにクリスパーの20前後の塩基配列を決めます。
1週間くらいで出来ますし、費用もわずか数万円ですね。
こうして別々に作ったクリスパーとキャス9をいっしょに溶液に溶かしてハイッ、「神のハサミ」の出来上がり。
キューピー3分クッキングよりも簡単ですね。
受精卵なら、この水溶液を細いガラスの針で注入して、後は待つだけ。
「クリスパー・キャス9」が所望の場所で勝手にDNAを切ってくれます。
その辺の作業の実際の様子も、前回リンクした「クローズアップ現代」の動画を観れば、とても簡単だと分かるでしょう。
受精卵に液を注入するための「マイクロ・インジェクション」の装置と顕微鏡さえあれば、中学生にだって出来ますよ。本当に。
４．ハサミで切って遺伝子を破壊するだけでも色々できる
筋肉ムキムキのマダイも肉牛も、作り方は、クリスパー・キャス9でたったひとつの遺伝子をぶった切っただけです。
ぶった切ることで、その遺伝子は破壊され、機能しなくなります。
そして受精卵は、何事もなかったかのように、正常に分裂を始めます。
牛の場合は、お母さんの子宮に戻す必要がありますね。
本当の母親、つまり卵子を採取した牛でなくても、他のメス牛、つまり借り腹でもOK。
ここで破壊したのは、ミオスタチンという遺伝子。
これは筋肉が付き過ぎるのを抑える遺伝子だそうです。
これを壊すことによって、筋肉が良くつき、魚も牛も筋骨隆々になるというのです。
そして、なんとこのミオスタチン遺伝子。ヒトにもあると言います。
これを人間に応用したらどうなるか？
これはもう、金メダリストの量産が可能になるのではないか？
究極の遺伝子ドーピングですよね。
私は、筋肉をつけるのなら、いい筋肉をしている人が持っているいい筋肉を作る遺伝子や、頭を良くしたいのなら、頭のいい人が持っている頭が良くなる遺伝子を、凡人のゲノムにONしてやらなければならないのだと思っていました。
しかし、ミオスタチンのように、特定のひとつの遺伝子をOFFすることによっても、このように生物の体に望みの性質を与えることができるというのですから、これは正直、意外でした。
だいたい、遺伝子をONするよりもOFFする方が技術的には断然簡単です。
「クローズアップ現代」で研究者が実演していたように、ひとつの受精卵を処理する時間といったら、熟練した人なら数分しかかかりません。
つまり、ゲノム編集技術による遺伝子OFFは、技術的なハードルが低いというか、もはや「ハードルはない」と言っても過言ではないのです。
あまりに簡単すぎて怖いくらいです。
５．ゲノム編集によるHIV感染症の治療
米国の臨床試験で、ゲノム編集技術がHIV感染症の治療で効果を挙げています。
過去ブログで、HIVに感染すらしない人がいることをお話ししました。
HIVはヘルパーT細胞に感染しますが、ウイルスの感染が成立するには、細胞の表面にCCR5というタンパク質が発現している必要があります。
このCCR5に元々変異があり、HIVに感染すらしない人が存在するのです。
じゃあ、すでにHIVに感染した患者で、このCCR5遺伝子を破壊したらどうなるのか？
ウイルスは完全に排除できないかもしれないけれども、ウイルスの増殖を有効に抑えることはできるんじゃないか？
米国の臨床試験では、患者の血液からリンパ球（T細胞はリンパ球の一種です）を取り出し、ゲノム編集によってCCR5遺伝子を破壊し、そしてまた、患者の血液に戻してやったのです。
たった、これだけです。
これまで、薬を飲んでてもヘルパーT細胞の減少をなかなか食い止められなかったのが、このリンパ球のゲノム編集治療を1回受けると、その後数ヶ月にわたってヘルパーT細胞の数が回復したと言います。
抗HIV薬も減らすことができたので、悩みのタネだった不快な副作用も減り、QOL（生活の質）は著しく改善したと言います。
この治療法では、患者の体内の全てのヘルパーT細胞を、CCR5が破壊された細胞と置き換えられるわけではありません。
だから、HIVを患者の体から完全に排除できるわけではないのです。
でも、この遺伝子改変ヘルパーT細胞は、患者の体内でHIVに感染することなく生き続け、免疫機能を維持してくれることでしょう。
この臨床試験のその後の経過については、私はフォローしていません。
CCR5遺伝子を破壊されたT細胞も、やがては死んでいき、そうすると再度の治療が必要になるのかもしれません。
でも、数ヶ月に1度か数年に1度、病院に行って採血してもらい、後日、点滴みたいに静脈から遺伝子破壊された細胞を体内に戻すだけ。
患者にしても、体や生活への負担は極めて小さいと言えるでしょう。
そしてまた、患者の細胞の遺伝子を操作するなんて、従来の再生医療みたく、極めて高度な先進医療のように見えて、実は非常に簡単で、低コストなのです。
６．ゲノム編集したのかどうか？ 見分けることは極めて難しい！
ボディビルダーの見事な肉体。
あれは、トレーニングや食事で、誰でもああなるというものではないでしょう。
ああなるには、やはり、それなりの素地、つまり遺伝的な素質・体質というものが必要なはずです。
若き日のシュワちゃん❤
そう仮定すると（あくまでも仮定の話です）、あのような人たちは、そうでない人たちとの間で、遺伝子的に違いがあるという事が考えられます。
それは、もしかしたら、あの人たちは、もともと生れつきミオスタチン遺伝子に変異があって、機能していないのかもしれないのですね。
とすれば彼らは、自然に存在する「変異体」、つまり「ミュータント」だという事になります。
「ミュータント」というと、SFに出てくるエスパーみたいなウソっぽさを感じるかもしれませんが、私が言っているのは、単にヒトには多様性があり、なかには稀な遺伝子型を持つ人がいるという事に過ぎません。
そのような稀な遺伝子型を持つ生物個体を「変異体」、すなわち「ミュータント」と呼ぶのです。
超能力はミュータントの必須条件ではありませんので、ご注意を。
例えば、日本では縁起物の白蛇。
あれは、メラニン色素を作る遺伝子が働かない変異体、つまり自然に存在する変異体です。
白ウサギや白いマウス。
あれも同じで、「アルビノ」と呼ばれる色素欠乏の変異体ですね。
実は、いろいろな動物にアルビノが存在しますが、自然界では珍しいものです。
白ウサギや白マウスは、そのような稀な個体を人間が捕まえて交配して増やし、愛玩用や実験用としたのですね。
だから、沢山いて、珍しくもなんともなくっても、元を正せば変異体です。
さて、筋骨隆々の人たちは、ミオスタチン遺伝子が働かない「変異体」だと仮定します。（仮の話です）
超簡単です。
さて、ある国が、ゲノム編集によってヒトの受精卵のミオスタチン遺伝子を破壊し、重量挙げ選手に仕立て上げ、なんとオリンピックで金メダルを取ってしまいました。
明らかな不正ですよね。
じゃあ、この選手がゲノム編集によってミオスタチン遺伝子を破壊されたのかどうか、遺伝子検査によって証明することができるでしょうか？
これはかなり難しいのです。
なぜ？
これまでマウスなど、ごく一部の種でしか作出できなかった遺伝子改変動物。
前編で、この作製効率はとても低いと言いました。
そのため、マウスの受精卵のゲノムに新たな遺伝子を導入したり（トランスジェニック）、元々の遺伝子を破壊する（ノックアウト）際に、目印となる遺伝子配列を入れるのです。
従来の遺伝子改変技術では、改変成功率が非常に低いため、遺伝子導入や遺伝子破壊が上手くできたかどうかを確認するために、どうしてもこの目印配列が必要でした。
だから、遺伝子改変していれば、ゲノムにこの目印配列が存在するのです。
この目印配列は非常に目立ちます。隠しおおせません。
これよって遺伝子改変されたことを証明できます。
でも、ゲノム編集技術でぶった切られた結果生じたDNA配列の変化はごく微細です。
これが人工的に操作された結果なのか、それとも元々自然に存在した変異なのか、誰にも確信をもって断言することはできないでしょう。
「ゲノム編集では遺伝子改変の痕跡を残さない」とよく言われます。
いや、ひとつだけ手があります。
両親のミオスタチン遺伝子も調べることです。
両親のミオスタチン遺伝子の配列が正常で、子供の重量挙げ選手が、両親の遺伝子を引き継いだとは考えられない、両親とは異なる遺伝子配列であれば、ゲノム編集された可能性が高いと考えられます。
でも、既に両親がいないとか、行方不明、となると万事休すです。
７．ヒト受精卵のゲノム編集をいかに規制すべきか？
実は、上の話は最早、フィクションでも、遠い未来の話でもなく、まさに今、現実に起こりつつあることなのです。
2015年、ある国の研究グループが、実際にヒトの受精卵でゲノム編集をしたという論文を発表し、世界中の多くの研究者や生命倫理の専門家の批判を浴びました。
もちろん、実験に使われたすべての受精卵は廃棄されてはいますが。。。
国際会議が開催されて、ヒト受精卵に対するゲノム編集の是非と規制について議論されましたが、まだ意見の一致を見ていません。
中には、難病の治療などに貢献する基礎的な研究に限って、ヒト受精卵のゲノム編集は認められるべきだとの意見もあります。
当然、実験に使われた受精卵は、間違いなく破棄されることが絶対条件であり、人の子宮に戻されるようなことがあってはなりません。
一方で、ヒト受精卵でのゲノム編集実験は、条件なく一切禁止すべきとの厳しい意見もあります。
難病治療のための人道的な研究とは言え、それによってヒト受精卵でのゲノム編集の技術的ノウハウが蓄積されていき、遺伝子改変によるデザイナー・ベイビーの作出の可能性に現実味が出てくると、悪意を持つものが「実際に遺伝子改変人間を作ってみたい」という誘惑にかられることは、十分に考えられます。
でも、このような強硬な意見に反対する人も多くいて、そのような人たちは、規制を厳しくすることによって、科学や医療の発展が妨げられることの弊害を懸念するのです。
受精卵にゲノム編集して、思いのままにデザインされて生まれてくるであろう、いわゆる「デザイナー・ベイビー」。
これは最早、原理的には十分可能です。
そして、このデザイナー・ベイビーに子どもができれば、人によって作られた自然には存在し得ない遺伝子が後世に伝えられ、伝播することになるのです。
神が作った自然の生命バランスを破壊し、二度と元に戻せなくなる可能性もある。
こんなことを神が許したもうのか？
近年の科学技術の進歩のスピードには目覚ましいものがあります。
多くのSFマガイが、もはや「マガイ」ではなくなってきました。
科学の進歩に、私たち人間の精神性はついて行けているのでしょうか？
人類の幸福に資する神の技術。一方で、神の逆鱗に触れかねない禁断の技術。
生命科学の研究者や医師、生命倫理の専門家のみならず、環境問題の専門家、法律家、宗教家、政治家、役人、そして、病気に苦しむ患者さんを含めた一般の人をも巻き込んだ議論の成熟が不可欠です。
次回予告：
気まぐれで記事の内容が変わることがあります。
ご了承ください。
今回も最後までお読み下さり、ありがとう御座います。
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是非、お読みになったご意見やご感想、お叱りをコメントでお寄せ下さい。
大変励みになります。
