エピゲノム編集は発達障害を防ぐことができますか？

科学者たちは、マウスのエピゲノム編集と呼ばれる新しいタイプの遺伝子工学ツールを使用して、遺伝子変異から生じる発達中の脳の不規則性を回復させました。

マウスの新しい研究は、遺伝子編集が脳の発達障害を防ぐことができることを示唆しています。

エピゲノム編集は、基礎となるDNAコードを変更せずに、遺伝子の発現または読み取りを変更する方法です。

メリーランド州ボルチモアにあるジョンズホプキンス大学のチームが ネイチャーコミュニケーションズ タンパク質C11orf46に焦点を当てた研究。

この研究の対応する著者の1人は、ジョンズホプキンス大学医学部の精神医学および行動科学の准教授である神谷敦博士です。

人間では、を含むDNAのセクションの突然変異 C11orf46 遺伝子は、知的障害を引き起こし、体の多くのシステムを損なう可能性のある遺伝的状態であるWAGR症候群を引き起こす可能性があります。

研究者らは、C11orf46が脳梁の発達を指示することを発見しました。脳梁は、脳の右側と左側をつなぐ神経線維の複雑な束です。

脳梁が正しく形成されない場合、自閉症などの脳発達障害、およびWAGR症候群で発生する可能性のあるタイプの知的障害を引き起こす可能性があります。

遺伝子サイレンシング

WAGR症候群の別名は11番染色体p13欠失症候群です。これは、それを引き起こす突然変異が11番染色体の特定の領域のDNAの欠失を含むためです。 C11orf46 遺伝子はこの領域にあります。

欠落しているC11orf46タンパク質の影響を研究するために、研究者らはマウスでそのコーディング遺伝子をサイレンシングしました。

しかし、遺伝子を直接削除する代わりに、エピゲノム編集ツールを使用してその発現を減らしました。

このツールを使用すると、科学者はDNAコード自体ではなく、DNAのクロマチンパッケージを変更できます。

この変更により、細胞のDNAリーダーがタンパク質のDNAコードを読み取ることが困難になり、その結果、細胞が生成するタンパク質の量が少なくなります。

チームは、C11orf46タンパク質を少なくしたマウスは、脳梁を正しく発達させることができなかったことを発見しました。脳機能障害は、WAGR症候群で発生するものと似ています。

エピゲノム編集により軸索の束が復元された

研究者が詳しく調べたところ、C11orf46タンパク質の産生が少ないマウスは、セマフォリン6Aと呼ばれる別のタンパク質を作る遺伝子の発現が高いことがわかりました。

セマフォリン6Aは、発達中の脳における神経軸索の成長の方向を導く上で重要な役割を果たしています。

関連する遺伝子の発現を変化させたエピゲノム編集により、 SEMA6A、研究者らは、マウスのセマフォリン6Aを減らし、ニューロンの軸索の束を正常なマウスの束に戻すことができました。

「RNAガイドによるエピジェネティック編集 Sema6a C11orf46結合を伴うdCas9-SunTagシステムを介した遺伝子プロモーターはSEMA6A発現を正常化し、SETDB1リプレッサー複合体による抑制的クロマチンリモデリングを介して経callosal接続障害を救済しました」と著者は書いています。

研究者らは、この研究は、クロマチンの正確なエピジェネティック編集が、右脳と左脳の間の接続の初期の発達をどのように変えることができるかを示していると結論付けています。