0:00:01.286,0:00:05.317
ご両親から皆さんへの[br]一番大切な贈り物は

0:00:05.341,0:00:08.061
２組の30億文字からなるDNAで

0:00:08.085,0:00:10.049
それが皆さんのゲノムを[br]作り上げています

0:00:10.049,0:00:12.491
30億もの要素からなる[br]ものの常として

0:00:12.495,0:00:14.765
それには壊れやすい面があり

0:00:14.765,0:00:18.355
日光 喫煙 [br]不健康な食生活

0:00:18.379,0:00:21.371
細胞の中で自然に[br]起きる誤りなどにより

0:00:21.395,0:00:23.838
ゲノムに変化が[br]引き起こされます

0:00:24.942,0:00:28.220
DNAの変化で[br]最も一般的なのは

0:00:28.244,0:00:32.473
１つの文字 すなわち塩基が[br]入れ替わるというもので

0:00:32.497,0:00:36.688
たとえば C が[br]他の T, G, A のいずれかに変わります

0:00:36.744,0:00:40.117
そういう１文字の変化は[br]体の中の細胞のどこかで

0:00:40.141,0:00:45.197
日に何十億回となく起きていて[br]「点突然変異」と呼ばれています

0:00:46.147,0:00:48.678
点突然変異は[br]ほとんどの場合無害ですが

0:00:48.702,0:00:50.010
時折 そういう変異が

0:00:50.010,0:00:53.741
細胞の重要な機能を[br]阻害したり

0:00:53.741,0:00:57.656
細胞に有害な振る舞いを[br]させることがあります

0:00:58.099,0:01:00.962
突然変異が[br]親から受け継がれたり

0:01:00.962,0:01:03.716
発達の早い段階で[br]生じた場合

0:01:03.716,0:01:06.706
多くの ないしは[br]すべての細胞が

0:01:06.706,0:01:09.138
その有害な突然変異を[br]持つ結果になり

0:01:09.153,0:01:10.917
遺伝病を患う

0:01:10.917,0:01:14.058
数億人の１人になります

0:01:14.082,0:01:17.085
たとえば鎌状赤血球症[br]プロジェリア症候群

0:01:17.109,0:01:20.490
筋ジストロフィー[br]テイ=サックス病など

0:01:22.225,0:01:25.407
点突然変異によって起こる[br]酷い遺伝病には

0:01:25.431,0:01:27.424
とくに苛立たしい[br]ものがあります

0:01:27.448,0:01:30.532
病気を引き起す変異した文字が[br]どれかは判明していて

0:01:30.532,0:01:35.096
理屈の上では治療できることが[br]分かっていることも少なくないからです

0:01:35.268,0:01:38.117
鎌状赤血球症を患う人は[br]何百万人もいますが

0:01:38.141,0:01:41.212
これはヘモグロビン遺伝子の両方に

0:01:41.236,0:01:44.137
AからTへの点突然変異が[br]あることで起きます

0:01:45.529,0:01:48.515
プロジェリア症候群の子供には[br]生まれつき

0:01:48.515,0:01:50.687
Cであるべきところが[br]Tになっている

0:01:50.687,0:01:52.756
点突然変異があり

0:01:53.125,0:01:56.564
その破滅的な結果として[br]素晴らしい聡明な子供達が

0:01:56.588,0:02:00.764
急速に老化し[br]14歳くらいで命を落とします

0:02:02.358,0:02:03.905
医学の歴史を通して

0:02:03.905,0:02:05.509
この病気の原因となる

0:02:05.509,0:02:08.801
TをCに戻すという[br]突然変異の修正を

0:02:08.801,0:02:12.182
生体内で効率的に行う手段は

0:02:13.422,0:02:15.600
最近までありませんでした

0:02:15.600,0:02:18.228
私達の研究室で[br]それを可能にする

0:02:18.228,0:02:21.748
「塩基編集」という手法の[br]開発に成功したのです

0:02:23.157,0:02:25.501
塩基編集技術開発の[br]物語の始まりは

0:02:25.501,0:02:28.329
30億年前に遡ります

0:02:28.875,0:02:31.845
私達はバクテリアを[br]人が感染するものとして見ていますが

0:02:31.845,0:02:33.517
バクテリア自身もまた

0:02:33.517,0:02:36.984
ウイルスに感染します

0:02:37.871,0:02:40.022
そのため 30億年ほど前

0:02:40.046,0:02:44.356
バクテリアはウイルス感染に対する[br]防衛機構を進化させました

0:02:45.649,0:02:49.014
その防衛機構が CRISPRとして[br]知られているものです

0:02:49.014,0:02:51.833
CRISPRの武器となるのが [br]この紫色の

0:02:51.857,0:02:55.519
DNAを切断する[br]分子のハサミとして働くタンパク質で

0:02:55.519,0:02:58.277
二重螺旋を真っ二つにします

0:02:59.183,0:03:03.479
もしCRISPR がバクテリア自身のDNAと[br]ウイルスのDNAを区別できなければ

0:03:03.479,0:03:06.282
防衛システムとして[br]あまり役に立たないでしょうが

0:03:06.285,0:03:09.100
CRISPRのすごいところは

0:03:09.124,0:03:14.161
DNA塩基配列の[br]特定の部分だけを探して

0:03:14.185,0:03:16.608
取り付き 切断するよう

0:03:16.632,0:03:19.580
プログラムできることです

0:03:20.911,0:03:24.232
バクテリアが あるウイルスに[br]初めて出会ったとき

0:03:24.232,0:03:27.705
そのウイルスのDNAの[br]小さな断片を保存しておき

0:03:27.729,0:03:31.373
将来感染したときに[br]そのDNAを切断するよう

0:03:31.397,0:03:34.933
CRISPRをプログラムする[br]ことができます

0:03:35.778,0:03:40.625
切断によってウイルスの遺伝子は[br]メチャクチャになり

0:03:40.625,0:03:43.777
ウイルスのライフサイクルが[br]破壊されることになります

0:03:46.059,0:03:50.860
傑出した研究者のエマニュエル・シャルパンティエ[br]ジョージ・チャーチ

0:03:50.884,0:03:53.757
ジェニファー・ダウドナ[br]フェン・チャンといった人々によって

0:03:53.757,0:03:55.434
CRISPRのハサミは

0:03:55.434,0:03:59.441
バクテリアの選んだ[br]ウイルスのDNAの代わりに

0:03:59.451,0:04:03.140
人間の遺伝子の塩基配列から[br]任意に選んだ部分を切断するよう

0:04:03.140,0:04:06.430
プログラムできることが[br]６年前に示されました

0:04:06.430,0:04:09.444
しかし結果は[br]似たものになります

0:04:09.606,0:04:12.074
DNAの塩基配列を[br]切断することは

0:04:12.098,0:04:16.654
通常切られた遺伝子の機能を[br]阻害することになります

0:04:16.997,0:04:18.548
切断部分には

0:04:18.548,0:04:22.641
ぐちゃぐちゃに文字が[br]挿入や削除されるためです

0:04:24.625,0:04:29.356
ある種の応用には 遺伝子の機能を[br]阻害することが有用であり得ます

0:04:30.005,0:04:34.100
しかし点突然変異で起きる[br]遺伝病については

0:04:34.100,0:04:38.481
変異している遺伝子を[br]単に切断しても患者に益はなく

0:04:38.481,0:04:42.093
変異した遺伝子は[br]さらに壊すのではなく

0:04:42.093,0:04:44.888
修復する必要があるからです

0:04:45.259,0:04:47.155
鎌状赤血球症を引き起こす

0:04:47.155,0:04:50.688
変異したヘモグロビン遺伝子を[br]切断したところで

0:04:50.712,0:04:54.508
健全な赤血球を作る能力は[br]回復しません

0:04:55.631,0:04:59.972
切断部分の周囲の[br]塩基配列を置き換えるよう

0:04:59.996,0:05:03.417
新たな塩基配列を[br]導入することもできますが

0:05:03.441,0:05:07.689
あいにくこれは多くの種類の[br]細胞でうまくいかず

0:05:07.689,0:05:10.750
壊した遺伝子の影響の方が[br]大きくなります

0:05:12.217,0:05:14.293
多くの科学者達と[br]同じように

0:05:14.293,0:05:17.367
私も遺伝病が治療可能で[br]完治さえする未来を

0:05:17.367,0:05:19.152
夢見てきましたが

0:05:19.152,0:05:22.800
人の遺伝病の[br]多くの原因となる

0:05:22.800,0:05:25.878
点突然変異を修復する[br]手段がないことが

0:05:25.878,0:05:28.586
大きな障害に[br]なっていました

0:05:29.434,0:05:32.102
化学者として私は[br]学生と一緒に

0:05:32.126,0:05:37.061
個々のDNA塩基に直接化学的に[br]働きかける方法を開発し始め

0:05:37.085,0:05:43.114
遺伝病を引き起こす突然変異を[br]破壊でなく修復することを目指しました

0:05:44.522,0:05:45.974
その結果生まれたのが

0:05:45.974,0:05:48.832
「塩基エディタ」と呼ばれる[br]分子マシンです

0:05:49.618,0:05:55.093
塩基エディタは CRISPRのハサミの[br]プログラム可能な探索機構を利用しますが

0:05:55.117,0:05:57.847
DNAを切断する代わりに

0:05:57.847,0:06:01.018
１つの塩基を[br]別の塩基に変換し

0:06:01.042,0:06:03.645
遺伝子の他の部分を[br]壊しません

0:06:04.674,0:06:08.832
自然のCRISPRタンパク質が[br]分子のハサミとすれば

0:06:08.856,0:06:11.642
塩基エディタは分子の鉛筆で

0:06:11.666,0:06:15.592
DNAの１文字を別の文字に[br]直接書き換えることができます

0:06:16.098,0:06:18.275
原子を並べ替えて

0:06:18.275,0:06:22.579
DNA塩基を[br]別の塩基に変えるのです

0:06:23.513,0:06:26.079
塩基エディタは[br]自然界には存在しません

0:06:26.683,0:06:29.913
実際私達はここに示した[br]最初の塩基エディタを

0:06:29.937,0:06:32.124
由来の異なる[br]３つのタンパク質から

0:06:32.124,0:06:33.818
作り出しました

0:06:34.151,0:06:39.112
CRISPRのハサミを出発点とし[br]DNAを切断する能力は抑え

0:06:39.112,0:06:43.565
ターゲットとなるDNA塩基配列を[br]探し出し取り付くというのを

0:06:43.565,0:06:46.299
プログラム可能な形で[br]行う能力は残しました

0:06:46.301,0:06:49.188
力を抑えたCRISPRのハサミが[br]青で示されています

0:06:49.212,0:06:51.720
それに赤で示した[br]第２のタンパク質を付け

0:06:51.744,0:06:57.785
それがCのDNA塩基を[br]Tのように振る舞う塩基へと置き換える

0:06:57.785,0:07:00.142
化学反応を引き起こします

0:07:00.958,0:07:02.164
３つ目として

0:07:02.164,0:07:05.474
紫で示した[br]タンパク質を付け

0:07:05.498,0:07:09.548
それが編集された塩基が[br]細胞によって排除されるのを防ぎます

0:07:10.326,0:07:13.558
結果として得られたのは[br]３つの部分からなるタンパク質で

0:07:13.558,0:07:17.354
ゲノムの指定箇所の[br]CをTに変換することが

0:07:17.354,0:07:19.997
初めて可能になりました

0:07:21.490,0:07:24.522
しかし これはまだ[br]やるべきことの半分でした

0:07:24.546,0:07:27.172
細胞内で安定して[br]存在するためには

0:07:27.196,0:07:31.455
二重螺旋の２つの鎖が[br]塩基対を構成する必要があります

0:07:32.125,0:07:35.783
CはGとのみ対になり

0:07:35.807,0:07:39.189
TはAとのみ対になるため

0:07:39.752,0:07:44.598
単にDNAの１つの鎖で[br]CをTに変えても

0:07:44.622,0:07:47.471
２つのDNA鎖の間で[br]齟齬が起き

0:07:47.495,0:07:52.133
細胞はどちらの鎖を交換するか[br]決めねばなりません

0:07:53.149,0:07:57.830
この３つの部分からなる[br]タンパク質にさらに手を加え

0:07:58.649,0:08:02.489
編集されていない方の鎖に[br]傷を付けて

0:08:02.489,0:08:05.166
そちらが捨てられるように[br]できることに気付きました

0:08:05.166,0:08:07.805
この小さな傷によって[br]細胞を騙し

0:08:07.829,0:08:11.250
編集されていない鎖を

0:08:11.250,0:08:15.125
GをAで置き換えた鎖に[br]作り直させることで

0:08:15.149,0:08:17.404
塩基対C-Gから

0:08:17.404,0:08:21.920
安定した塩基対T-Aへの[br]変換が完了します

0:08:24.435,0:08:28.116
私達の研究室の博士研究員だった[br]アレクシス・コモアを中心とした

0:08:28.116,0:08:30.141
数年間の熱心な努力の末

0:08:30.165,0:08:33.347
指定した箇所の[br]CをTに

0:08:33.371,0:08:36.081
GをAに変換する

0:08:36.081,0:08:39.780
第１の塩基エディタの[br]開発に成功しました

0:08:40.633,0:08:45.863
病気との関連が知られている[br]３万５千種ほどの点突然変異のうち

0:08:45.887,0:08:49.672
この第１の塩基エディタによって[br]修復可能なのは２つのタイプで

0:08:49.696,0:08:56.119
約14% ５千種の突然変異が[br]これに該当します

0:08:56.593,0:09:01.363
病気を起こす点突然変異の[br]一番大きなグループに対処するには

0:09:01.387,0:09:05.022
AをGに あるいは[br]TをCに変換する

0:09:05.046,0:09:09.482
第２の塩基エディタが[br]必要になります

0:09:10.846,0:09:14.573
私達の研究室の博士研究員だった[br]ニコール・ガデリを中心に

0:09:14.597,0:09:17.719
この第２の塩基エディタの[br]開発に乗り出しました

0:09:17.743,0:09:23.870
これは理論的には 病気を起こす[br]点突然変異の半分近くに対応でき

0:09:23.894,0:09:28.165
早老症のプロジェリア症候群も[br]これに含まれます

0:09:30.107,0:09:31.878
新しい塩基エディタも

0:09:31.878,0:09:35.580
ゲノムの適切な位置に[br]持って行くのに

0:09:35.580,0:09:42.551
CRISPRの機構が[br]利用できると分かりました

0:09:43.543,0:09:46.955
しかしすぐに[br]大きな問題にぶつかりました

0:09:47.896,0:09:51.884
DNAのAをGに あるいは[br]TをCに変えるような

0:09:51.884,0:09:54.294
既知のタンパク質が

0:09:54.294,0:09:56.195
存在しなかったのです

0:09:56.760,0:09:58.926
そのような重大な障害に[br]直面した場合

0:09:58.950,0:10:01.482
たいていの学生は[br]別のテーマを探します

0:10:01.506,0:10:03.246
指導教官が違っていれば—

0:10:03.270,0:10:04.434
(笑)

0:10:04.458,0:10:06.820
ニコールはこの非常に[br]野心的と思えた計画を

0:10:06.820,0:10:09.471
続行することを[br]承知しました

0:10:09.966,0:10:12.305
必要な化学反応を起こす

0:10:12.329,0:10:14.490
天然のタンパク質がないため

0:10:14.514,0:10:17.950
AをGのように振る舞う塩基に[br]変えるタンパク質を

0:10:17.974,0:10:21.809
実験室内で進化させることにし

0:10:21.833,0:10:27.120
RNAで関連する反応を起こす[br]タンパク質を出発点にしました

0:10:27.230,0:10:31.164
ダーウィン的な適者生存の[br]システムを用意し

0:10:31.188,0:10:35.180
タンパク質の数千万の[br]変種を探索し

0:10:35.204,0:10:38.012
必要な化学反応を[br]起こす変種だけが

0:10:38.012,0:10:40.717
生き残るようにしました

0:10:41.883,0:10:44.271
そしてここに示す[br]タンパク質を得ました

0:10:44.295,0:10:47.152
DNAのAを[br]Gに相当する塩基に変換する

0:10:47.176,0:10:49.232
初のタンパク質です

0:10:49.232,0:10:51.185
そのタンパク質を [br]青で示した

0:10:51.185,0:10:53.424
機能を抑えた[br]CRISPRのハサミに付け

0:10:53.424,0:10:55.782
第２の塩基エディタができました

0:10:55.782,0:10:58.355
これはAをGに変え

0:10:58.355,0:11:01.430
最初の塩基エディタで[br]使ったのと同じ

0:11:01.430,0:11:04.394
鎖に傷を付ける方法で

0:11:04.394,0:11:06.273
細胞を騙し

0:11:06.273,0:11:11.638
無編集のTの鎖を[br]Cの鎖に作り直させ

0:11:11.662,0:11:16.693
塩基対A-Tから 塩基対G-Cへの[br]変換を完成させました

0:11:16.845,0:11:18.892
(拍手)

0:11:18.916,0:11:20.086
ありがとうございます

0:11:20.110,0:11:23.467
(拍手)

0:11:23.491,0:11:25.790
アメリカで働く[br]科学者にとって

0:11:25.790,0:11:28.647
拍手で中断されるというのは[br]珍しい体験です

0:11:28.647,0:11:31.172
(笑)

0:11:31.196,0:11:35.505
この２つの塩基エディタを[br]開発したのは

0:11:35.505,0:11:39.139
それぞれ ほんの３年前と[br]１年半前のことですが

0:11:39.139,0:11:41.115
そのような短い期間[br]にもかかわらず

0:11:41.115,0:11:45.261
塩基編集技術は 生物医学研究コミュニティで[br]広く使われるようになっています

0:11:45.776,0:11:50.065
塩基エディタは 世界中の[br]千人以上の研究者の要請で

0:11:50.065,0:11:54.036
６千回以上提供されています

0:11:55.475,0:11:58.991
塩基エディタを使った科学論文は[br]既に百本発表されており

0:11:59.015,0:12:03.473
対象はバクテリアから[br]植物 マウス

0:12:03.473,0:12:05.661
霊長類にまで及びます

0:12:07.950,0:12:09.777
塩基エディタは[br]新しいもので

0:12:09.777,0:12:12.466
まだ臨床試験には[br]至っていませんが

0:12:12.490,0:12:17.586
その目標に向けた重要な[br]マイルストーンに到達しています

0:12:17.586,0:12:20.485
人間に遺伝病を起こすのと[br]同じ点突然変異を

0:12:20.509,0:12:24.588
動物において[br]塩基エディタで修復したのです

0:12:25.815,0:12:26.850
たとえば

0:12:26.850,0:12:29.507
ルーク・コブランと[br]ジョン・レヴィが率いる

0:12:29.507,0:12:33.124
うちの学生も２人[br]入っているチームが

0:12:33.124,0:12:37.177
最近 第２の塩基エディタを使い

0:12:37.177,0:12:39.757
プロジェリア症候群のマウスで

0:12:39.757,0:12:43.458
病気の原因となる[br]TをCに戻すことにより

0:12:43.482,0:12:48.088
DNA RNA タンパク質のレベルで[br]病変を修復しました

0:12:48.880,0:12:50.680
塩基エディタが[br]動物における

0:12:50.680,0:12:53.562
病気治療に使われた[br]ケースとしては他に

0:12:53.562,0:12:59.044
チロシン血症、βサラセミア[br]筋ジストロフィー

0:12:59.044,0:13:02.728
フェニルケトン尿症[br]先天性難聴

0:13:02.728,0:13:05.177
ある種の心血管疾患があり

0:13:05.177,0:13:09.823
それぞれ病気の原因となる[br]点突然変異が

0:13:09.847,0:13:12.400
修復されています

0:13:13.688,0:13:15.744
植物については[br]塩基エディタは

0:13:15.768,0:13:18.700
収穫が改善されるよう

0:13:18.700,0:13:22.128
DNAを変更するのに[br]使われています

0:13:22.253,0:13:25.946
生物学者は がんのような[br]病気に関連する遺伝子の

0:13:25.946,0:13:30.203
個々の文字の役割を探るために[br]塩基エディタを使っています

0:13:31.046,0:13:35.613
私が共同で創業した２つの会社[br]Beam Therapeuticsと Pairwise Plantsでは

0:13:35.637,0:13:39.462
人の遺伝病の治療や[br]農業の改善のため

0:13:39.486,0:13:41.882
塩基エディタを使っています

0:13:41.953,0:13:44.509
これらの塩基エディタの[br]応用はすべて

0:13:44.509,0:13:47.037
過去３年以内に[br]行われており

0:13:47.061,0:13:49.425
科学史という[br]時間の尺度では

0:13:49.449,0:13:51.001
一瞬の間です

0:13:52.397,0:13:55.460
塩基編集による[br]遺伝病患者の生活の改善が

0:13:55.460,0:13:57.316
本当に実現するまでには

0:13:57.316,0:14:00.664
まだまだ為すべきことがあります

0:14:01.244,0:14:04.024
これらの病気の多くは[br]背後にある突然変異を

0:14:04.048,0:14:07.227
臓器中の細胞の一定割合について[br]修復するだけでも

0:14:07.227,0:14:09.627
治療可能だと[br]考えられていますが

0:14:09.627,0:14:12.221
塩基エディタのような[br]分子マシンを

0:14:12.221,0:14:14.228
人間の細胞に送り込むのは

0:14:14.252,0:14:16.321
容易でない[br]可能性があります

0:14:16.962,0:14:18.969
天然のウイルスを使って

0:14:18.969,0:14:21.371
風邪を起こす[br]分子の代わりに

0:14:21.371,0:14:24.112
塩基エディタを[br]運ばせるというのは

0:14:24.112,0:14:27.421
成功例のある[br]有望な配送戦略の１つです

0:14:28.268,0:14:30.633
新しいタイプの[br]分子マシンを開発し

0:14:30.657,0:14:33.235
１つの塩基対から[br]別の塩基対への置き換えの

0:14:33.235,0:14:35.441
すべてのパターンを[br]網羅することや

0:14:35.465,0:14:39.845
細胞内の的外れな箇所で 望まない[br]編集が行われる可能性を最小化することは

0:14:39.869,0:14:41.709
とても重要です

0:14:41.782,0:14:46.488
他分野の科学者や 医師 [br]倫理学者 政府と協力し

0:14:46.512,0:14:50.107
塩基編集が思慮深く 安全で

0:14:50.107,0:14:53.708
倫理的なやり方で[br]適用されるようにすることは

0:14:53.732,0:14:55.982
重要な責務です

0:14:57.525,0:14:59.136
そういった課題こそあれ

0:14:59.160,0:15:02.679
もし誰かが ほんの５年前に

0:15:02.679,0:15:04.490
「世界の研究者達が

0:15:04.514,0:15:07.947
実験室で進化させた[br]分子マシンを使い

0:15:07.947,0:15:10.648
人間のゲノムの[br]指定した塩基対の

0:15:10.648,0:15:12.530
別な塩基対への変換を

0:15:12.530,0:15:16.293
効率的かつ他の影響は[br]最小限に行っている」

0:15:16.293,0:15:18.616
などと言ったなら[br]私はきっと

0:15:18.616,0:15:21.494
「いったい何のSFを読んでるんだ？」と

0:15:21.494,0:15:23.082
聞いたことでしょう

0:15:23.706,0:15:27.706
自分でデザイン可能なものは[br]作り出せるくらいクリエイティブで

0:15:27.706,0:15:31.650
デザインできないものは[br]進化させるくらい挑戦的な

0:15:31.674,0:15:34.599
倦むことを知らぬ[br]ひたむきな学生達のおかけで

0:15:34.623,0:15:37.217
塩基編集は[br]SFのような夢から

0:15:37.217,0:15:41.744
ワクワクする新たな現実に[br]変わりつつあり

0:15:42.250,0:15:45.481
子供達への[br]一番大切な贈り物として

0:15:45.505,0:15:48.530
30億文字のDNAだけでなく

0:15:48.554,0:15:52.294
それを守り修復するための道具を[br]渡せるようになるでしょう

0:15:52.339,0:15:53.860
ありがとうございました

0:15:53.860,0:15:58.016
(拍手)

0:15:58.040,0:15:59.190
ありがとうございます