微生物研究に革命を起こすIMPRINT技術

サイエンス出版部 発行書籍

微生物の遺伝子工学の進展は、感染症の診断や治療、さらには持続可能な化学製品の製造に革命をもたらす可能性があります。しかし、遺伝子操作の効率化に立ちはだかる大きな障壁とは...？

細菌は地球上のほぼすべての環境に存在し、私たちの体内外にも生息しています。これらの細菌を理解し、工学的に操作することは、感染症の診断、治療、予防の新しい方法を提供するだけでなく、作物を病害から守り、環境に優しい持続可能な化学製品を生産する細胞工場を作る機会をもたらします。このような多くの社会的利益を解き放つためには、科学者らがこれらの細菌の遺伝的内容を操作する能力を持つことが必要です。しかし、長い間、細菌の遺伝子工学における大きな障害は、外来DNAを細胞に導入するプロセスであるDNA変換の効率性にありました。これは微生物のごく一部にしか適用できないという制約を生んでいました。

この障害の主な要因は、制限修飾システムの存在です。これらの保護システムは、細菌ゲノムに特有のメチル化パターンを付加し、このパターンを欠く外来DNAを破壊します。この障害を克服するためには、細菌のパターンをDNAに追加する必要があり、これは菌株ごとに異なり、複数のDNAメチルトランスフェラーゼを含むプロセスです。これらの酵素は、メチル基（1つの炭素原子と3つの水素原子を含む小さな化学基）をDNA塩基に付加します。現在の方法では、これらのDNAメチル化パターンを再現または回避することは、労力を要し、スケールアップが容易ではないため、新しいアプローチが必要です。

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