酵母の染色体の3割を新たに設計、年内にはゲノム完全合成も実現へ

米中英仏の国際共同プロジェクト、バイオ燃料や医薬品の製造に応用

 パンを作るのに必要な酵母(イースト)について、そのDNAに含まれる16本の染色体のうち新たに5本を設計し、人工合成することに国際共同プロジェクトが成功した。2014年には、同じ研究コンソーシアムによって今回とは別の1本の酵母染色体が作り出されている。産業や医療への応用を目的に、生物のゲノム(全遺伝情報)を自在に操作するデザイナーゲノム(改変ゲノム)に向け、大きな一歩を踏み出した格好だ。

 10日の科学誌サイエンスに成果を発表したのは、米ニューヨーク大学ランゴン医療センター、米ジョンズホプキンス大学はじめ、米国、中国、英国、フランスなどの科学者で構成される国際酵母ゲノム合成プロジェクト(Sc2.0)。関連研究を含め計7本の論文が掲載された。Sc2.0コンソーシアムでは、動植物や菌類など細胞内に細胞核を持つ真核生物の初のゲノム合成に向けて、今年中に残りの染色体全部を合成したいとしている。

 ゲノムの人工合成は、生物の進化といった基礎研究に役立てられるほか、目的に応じて酵母のゲノム配列を調整することで、新しい抗生物質や化学物質、有用成分の豊富な食料、環境により優しいバイオ燃料などの効率的な生産に応用できる可能性がある。

 今回の研究では、「バイオスタジオ(BioStudio)」という特別な設計ソフトを活用。遺伝子の間での反復配列や、使用頻度の低いDNA領域を一部除去したり、DNAのかなり大きな領域を一つの染色体から別の染色体に移動させたり、といった試みも行った。人為的な操作を受けた染色体を生きた酵母細胞に導入しても、細胞は正常に成長したと報告している。

2017年3月12日付・日刊工業新聞電子版
サイエンス誌の論文

藤元 正

藤元 正
03月13日
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酵母とヒトのゲノムとでは後者が前者の250倍と大きさがかなり違いますが、酵母の遺伝子の26%が我々のそれと共通だということです。iPS細胞に代表される幹細胞と、CRISPR(クリスパー)のゲノム編集、それに最適な遺伝子をコンピューターで設計して1から作ってしまう合成生物学。生命を操作する技術が進展する一方で、生命の神秘は果たして解き明かされるのでしょうか。

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