科学者らはCRISPRとして知られる遺伝子編集技術を利用して、鳥インフルエンザに対してある程度の耐性を持つニワトリを作成したと発表した。 新しい研究 それは火曜日にジャーナルNature Communicationsに掲載されました。
この研究は、遺伝子工学が、動物と人間の両方に重大な危険をもたらすウイルスのグループである鳥インフルエンザの被害を減らすためのツールの1つになる可能性があることを示唆しています。 しかし、この研究は、このアプローチの限界と潜在的なリスクも浮き彫りにしていると科学者らは述べた。
研究者らは、特に遺伝子編集されたニワトリが非常に高用量のウイルスに曝露された場合に、いくつかの画期的な感染が依然として発生したことを発見した。 そして、科学者たちがたった 1 つのニワトリの遺伝子を編集しただけで、ウイルスはすぐに適応しました。 この研究結果は、インフルエンザ耐性ニワトリを作出するには複数の遺伝子を編集する必要があり、ウイルスのさらなる進化を避けるために科学者は慎重に作業を進める必要があることを示唆している、と研究著者らは述べた。
インペリアル・カレッジ・ロンドンのウイルス学者で、この研究の著者でもあるウェンディ・バークレー氏は記者会見で、この研究は「ニワトリをウイルスに耐性のあるものにする方向に進むことができるという概念の実証だ」と述べた。 「しかし、私たちはまだそこに到達していません。」
研究に関与していない一部の科学者は、別の見解を持っていました。
「これは素晴らしい研究だ」とミネソタ大学の鳥インフルエンザと鳥の健康の専門家キャロル・カルドナ博士は語った。 しかしカルドナ博士にとって、この結果は、急速に進化する能力で知られるウイルスであるインフルエンザの一歩先を行くニワトリを遺伝子操作することがいかに難しいかを示しているという。
「インフルエンザに簡単なボタンなどというものはありません」とカルドナ医師は言う。 「複製が早く、適応も早いのです。」
鳥インフルエンザは、鳥の間で広がるように適応したインフルエンザウイルスのグループを指します。 ここ数年、H5N1として知られる致死性の高い鳥インフルエンザウイルスが世界中に急速に蔓延し、数え切れないほどの養殖鳥や野鳥が死んでいました。 また、野生哺乳類にも繰り返し感染しており、少数の人から検出されています。 このウイルスは依然として鳥類に適応しているが、科学者らはウイルスが人間の間で広がりやすくなるような変異を獲得し、パンデミックを引き起こす可能性があると懸念している。
多くの国は、農場のバイオセキュリティを強化し、感染した施設を隔離し、感染した群れを殺処分することによってウイルスを撲滅しようとしている。 しかし、ウイルスは野鳥の間であまりにも蔓延しており、封じ込めるのは不可能であることが判明し、一部の国では家禽へのワクチン接種を開始しているが、その取り組みには物流上および経済上の課題がいくつかある。
科学者がニワトリに耐性を組み込むことができれば、農家は新しいバッチの鳥に定期的にワクチン接種を行う必要がなくなる。 エジンバラ大学ロスリン研究所の発生学者であり、この新しい研究の著者でもあるマイク・マグリュー氏は、遺伝子編集は「動物の病気への耐性に永続的な変化をもたらす新たな方法を約束する」と会見で述べた。 「これは、遺伝子編集されたすべての動物、すべての子孫に受け継がれる可能性があります。」
この研究で使用された遺伝子編集技術であるCRISPRは、科学者がDNAに標的を絞った編集を行うことを可能にする分子ツールであり、ゲノムの正確な位置で遺伝暗号を変更することができる。 新しい研究では、研究者らはこのアプローチを利用して、インフルエンザウイルスが自身をコピーするために乗っ取るANP32Aとして知られるタンパク質をコードするニワトリの遺伝子を微調整した。 この微調整は、ウイルスがタンパク質に結合するのを防ぎ、それによって鶏の体内でウイルスが複製されないようにするために設計された。
研究者らは、この編集は鶏の健康に悪影響を及ぼしていないようだと述べた。 エディンバラ大学の博士研究員として研究を行ったアレウォ・イドコ＝アコー博士は、「鶏が健康で、遺伝子編集された鶏も普通に卵を産むことが観察された」と述べた。
次に研究者らは、対照として遺伝子編集されていない10羽のニワトリの鼻腔にインフルエンザウイルスを一定量噴霧した。 （研究者らは、近年大規模な発生を引き起こしているウイルスとは異なる、軽度のウイルスを使用した。）対照鶏はすべてウイルスに感染し、その後、一緒に飼育していた他の対照鶏にウイルスが感染した。
研究者らが遺伝子編集したニワトリ10羽の鼻腔にインフルエンザウイルスを直接投与したところ、感染したのは1羽だけだった。 この鳥はウイルスのレベルが低く、他の遺伝子編集された鳥にウイルスを移すことはなかった。
「しかし、それを見て、私たちはより厳密にストレステストを行い、『これらの鶏は本当に耐性があるのか』と問うことが責任あることだと感じました」とバークレー博士は語った。 「『もし何らかの形で、はるかに高い線量に遭遇したらどうなるでしょうか？』
科学者らが遺伝子編集したニワトリに1,000倍の量のインフルエンザを投与したところ、半数のニワトリが感染した。 しかし、研究者らは、一般に、同じ高用量に曝露された対照鶏よりも排出されるウイルスのレベルが低いことを発見した。
研究者らはその後、感染した遺伝子編集された鳥から採取したウイルスのサンプルを研究した。 これらのサンプルにはいくつかの注目すべき変異があり、ウイルスが編集されたANP32Aタンパク質を複製に利用できるようになることが判明した。
これらの変異の一部は、ウイルスがヒトの細胞内でよりよく複製されるのにも役立っているが、研究者らは、これらの変異だけを単独で使用するだけでは、ヒトによく適応したウイルスを作成するには十分ではないと指摘した。
セント・ジュード小児研究病院の鳥インフルエンザの専門家で、この研究には関与していないリチャード・ウェビー氏は、こうした変異が見られるのは「理想的ではない」と述べた。 「しかし、これらの特定の変化の雑草に到達すると、それは私にはそれほど心配しません。」
研究者らは、同じファミリーの他の2つのタンパク質を使用することで、ANP32Aタンパク質が完全に欠如している場合でも、変異したインフルエンザウイルスが複製できることを発見した。 これら 3 つのタンパク質すべてを欠いたニワトリの細胞を作成したところ、ウイルスは複製できませんでした。 これらのニワトリの細胞は、ここ数年世界中で蔓延している致死性の高いバージョンの H5N1 にも耐性がありました。
研究者らは現在、このタンパク質ファミリーの3つの遺伝子すべてを編集したニワトリの作出に取り組んでいる。
大きな問題は、3 つの遺伝子すべてに編集が加えられた鶏が引き続き正常に発育し、養鶏生産者が必要とする速度で成長するかどうかである、とウェビー博士は述べた。 しかし、ニワトリを遺伝子編集するというアイデアには大きな将来性があると彼は語った。 「間違いなく、宿主のゲノムを操作してインフルエンザにかかりにくくする段階に到達するでしょう」と彼は言う。 「それは公衆衛生にとって勝利となるでしょう。」
