バイオテクノロジー
CRISPRはH5NIやインフルエンザなどのウイルスを特定する新技術で重要な役割を果たす可能性がある
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CRISPRは遺伝子編集以上のことができる
CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) は、遺伝子工学のツールとして、そして最近では鎌状赤血球症などの遺伝性疾患の治療に最もよく知られています。これらの応用例については、当社の記事「盲目から肉代替品へ：CRISPR遺伝子編集が有望な成果を生み出し続ける」をご覧ください。
CRISPRが遺伝子ツールとしてユニークなのは、正確に遺伝子配列を一致させ、特定できる能力にあります。
この精度は現在、疾患検査に再利用されており、一般的なPCR検査よりも使いやすく、コスト効率が高い可能性があります。
Broad Institute、MIT、プリンストン大学の研究者らは、CRISPR技術に基づくストリップテストのリリースを発表しました。このテストは季節性インフルエンザの主要な2タイプ、インフルエンザA型とB型、さらに季節性インフルエンザのサブタイプであるH1N1とH3N2を区別できるものです。
出典: Broad Institute
CRISPRはどのように機能するのか
この技術は2020年に、SHINE（Streamlined Highlighting of Infections to Navigate Epidemics）という名称で最初に開発されました。これは、以前に開発されたCRISPRベースの検査法であるSHERLOCK（Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter unLOCKing）を基盤にしています。SHERLOCKは効率的でしたが、手順が多数あるためエラーや誤読のリスクが高まりました。
出典: Nature
新しいSHINE法は、紙ベースの比色読取とチューブ内の蛍光読取の両方でウイルスを検出できます。さらに、蛍光読取結果は、付属のスマートフォンアプリを使用して自動的に解析できます。
なぜ重要なのか
PCR検査は費用が高く、専門的な機器が必要です。そのため、（もちろんパンデミック時以外は）検査を受ける患者はごく少数で、主に病院を受診する患者層に限られます。
抗原検査はPCR検査の代替としてしばしば使用されますが、信頼性と感度ははるかに低いです。
コストと複雑さのハードルが低く正確に株を特定できれば、例えば臨床医はオセルタミビルの使用を判断できます。この一般的な抗ウイルス薬は一部の株にしか効果がありません。
別の応用として、現場での迅速検査により、科学者が流行のアウトブレイクをより適切に監視できるよう支援することが挙げられます。
CRISPRは従来の方法を上回る
2024年のSHINEの異なるインフルエンザ株への拡張は、特にPCRを含む病理学ラボで現在使用されている方法を置き換えることを目指しています。
ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）などの典型的な診断手法は、長時間の処理時間、熟練した人員、専門機器、そして試薬を-80°Cで保存するフリーザーが必要です。一方、SHINEは室温で約90分で実施でき、現在は反応を温めるだけの低コストなヒートブロックで済みます。研究者はプロセスをさらに簡素化し、15分で結果を得られることを目指しています。
全体として、CRISPRベースの検査は実用性と商業性の観点から優れ、インフルエンザやコロナウイルスのように変異が激しいウイルスの検査において最終的にPCRに取って代わる可能性があります。
次に対象となるウイルス
今後のCRISPRベースのストリップテストは、インフルエンザウイルスとその株を検出し、コロナウイルスやインフルエンザ（インフルエンザウイルス）など、症状が似ているウイルスを区別できるように拡張される見込みです。
もう一つの緊急課題は鳥インフルエンザと豚インフルエンザの株です。これらの疾患は農業に甚大な被害をもたらし、人間への健康リスクも深刻です。ウイルスが動物宿主から人間に適応すれば新たなパンデミックを引き起こす可能性があります。
COVIDでの成功と現在のインフルエンザでの実績から、SHINEのようなCRISPRベースの検査はすぐに一般的になると考えられます。特に変異が速いウイルスでは、異なる株の拡散状況を把握することが重要であり、抗原ストリップが苦手とする領域です。
CRISPR企業
1. Ginkgo Bioworks
DNA 価格チャート
同社は特定の用途向けにオンデマンドで生物体を生産しています。これには医療分野の応用や多数の産業・材料科学プログラムが含まれます。
また、パンデミック時に急成長した大規模なバイオセキュリティ部門も有しています。
Ginkgo Bioworks (DNA ) は多様な研究プログラムとパートナーシップにより応用範囲を広げています:
- カンナビノイド
- mRNAワクチン製造と核酸医薬
- 食品タンパク質
- バイエルとの提携によるバイオ肥料の生産
- 腸疾患向けのプログラム可能微生物
- マイクロプラスチックの生物分解
- バイオセキュリティと病原体検出
- 廃棄物と汚染物質のリサイクル
同社は開発プロセスの前払いを受け取り、完成品のロイヤリティで収益を上げています。
Gingkoのパートナーシップは常に拡大しており、以下が含まれます:
- ノボノルディスクとの拡大パートナーシップ.
- 日本の商社ソジツ株式会社とのパートナーシップ.
- 極寒環境で氷を制御する新規タンパク質に対するDARPA資金.
- $331Mの取引（ファイザー）.
- $490Mの取引（メルク）でバイオ医薬品製造の最適化.
- $406Mの取引（ベーリンガーインゲルハイム）で薬剤化が難しい標的に対処.
Ginkgo Bioworksは主要な農業企業とも提携しており、ほとんどがバイオ燃料生産や微生物学に関心を持っています。具体的にはバイエル、カーギル、シンジェンタ、コルテバ、ADM、Exactaなどが挙げられます。
遺伝子配列のカスタム設計やバイオセキュリティ監視の経験により、Ginkgoは新しいDNAベースの検査手法の台頭から恩恵を受ける有力な候補となります。
したがって、CRISPRベースの検査がPCR検査の有力な代替手段として実証された今（パンデミック外でも巨大な市場）、Ginkgoはその経験とパートナーシップを活かしてこの新興市場の一部を獲得できる可能性があります。
2. Editas Medicine, Inc.
EDIT 価格チャート
EditasはCRISPR-Cas9の発見者であるジェニファー・ドゥドナによって設立されました。Editasは当初Cas9で取り組んでいましたが、現在は独自に開発したCas12のバージョン、AsCas12aに注力しています。
Cas12aのユニークな特性については、当社の特集記事「CRISPR-Cas12a2とは何か？そしてなぜ重要なのか」をご覧ください。
- Cas9で解決が難しい問題がCas12aで解決可能になる
- これによりCas9よりも遺伝子編集の成功率が高くなる
- Cas12aを用いることで、一度に複数の遺伝子を改変できる
ジェニファー・ドゥドナのすべての企業の概要は、関連記事「注目すべきジェニファー・ドゥドナ企業トップ」をご覧ください。
Editasは鎌状赤血球症（SCD）とベータサラセミアに注力していますが、これら2つの疾患では競合のCRISPR Therapeutics (CRSP ) とBlueBirdBioに先行治療承認を奪われました。
それでも、EditasはCRISPR-Cas12に関する重要な特許を保有しており、オーストラリアのニューサウスウェールズ大学の研究者らがCOVID-19ストリップテストの開発に利用しています（上記Broad Instituteの研究者が使用したストリップテストはCRISPR-Cas13を使用）。
Editasは「従来型」のCRISPR-Cas9以外のCRISPRバージョンに注力しており、これにより主要大学の研究者が開発したストリップテストの独自バージョンを（パートナーシップの有無にかかわらず）迅速に市場に投入し、商業化する際に有利になる可能性があります。
