テキサスA&M大学の研究者らが、カフェインを利用して細胞内のCRISPR遺伝子編集を活性化する化学遺伝子システムを開発した。これによりがんや糖尿病の治療に役立つ可能性がある。この方法は、コーヒーやチョコレートなどの日常的な供給源から少量のカフェインを摂取することで遺伝子改変を精密に制御できる。このアプローチは、可逆的な活性化により免疫応答とインスリン産生を強化することを目指す。
テキサスA&Mヘルスバイオサイエンス&テクノロジー研究所の科学者らは、CRISPR（clustered regularly interspaced short palindromic repeats）遺伝子編集ツールとカフェインを統合する新しい方法を探求している。Yubin Zhou教授で翻訳がん研究センター所長のチームは、一般的な物質からの化学信号に応答する化学遺伝子システムを設計した。プロセスは、遺伝子転移技術を用いて細胞にコンポーネントを挿入することから始まる：ナノボディ、その標的タンパク質、およびCRISPR機構。一度細胞内に入ると、これらの要素は自然に産生される。コーヒー、チョコレート、またはソーダに含まれる約20mgのカフェインを摂取すると、ナノボディがパートナータンパク質に結合し、標的遺伝子編集のためのCRISPRを活性化する。この方法は、特にがんなどの疾患に対する応答を起こす免疫系の記憶細胞であるT細胞をプログラムするのに有用である。このシステムは可逆性があり、特定の薬剤でタンパク質を分離して編集を停止できる。例えば、臓器移植に用いられる免疫抑制剤ラパマイシンは解離を誘導する。Zhouは説明した。「これらの抗体様分子をラパマイシン誘導性システムで機能させるよう設計することも可能で、異なる薬剤であるラパマイシンを添加することで逆の効果を得られる。」カフェイン応答性のものは「caffebodies」と呼ばれ、がん以外にも有望だ。糖尿病管理では、コーヒー摂取によるインスリン産生増加が可能。動物実験でカフェインとチョコレート由来のテオブロミンなどの代謝物が応答を活性化し、代謝前に数時間の制御編集を提供することが確認された。Zhouはシステムのモジュール性を強調した。「非常にモジュール的だ。CRISPRやキメラ抗原受容体T（CAR-T）細胞に統合でき、インスリンなどの治療遺伝子発現を誘導したい場合も、非常に精密で制御された方法で完全に調整可能だ。」研究者らは、安全で調整可能な治療のための馴染みのある化合物の使用を強調し、臨床応用に向けた前臨床試験を進める予定だ。Zhouは述べた。「よく知られた薬や日常の食品成分であるカフェインを再利用して全く新しいトリックを可能にするというアイデアが私たちを興奮させる。」この開発は、細胞・遺伝性疾患メカニズムに関するZhouの180以上の出版物を基盤としている。
