crispr／casとは？初心者にもわかる遺伝子編集の基本ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説！

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高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

crispr／casとは？

crispr／cas という言葉を耳にしたことがある人は多いと思います。これは遺伝子を自由に編集する可能性を大きく広げた技術の名前です。crispr／casは「CRISPR/Cas」と書かれることもあり、日本語では「クリスパー・キャス」と呼ばれることもあります。ここでは中学生にも分かるよう、基本的な仕組みと、身近にある使われ方、そして注意点をまとめます。

まず、CRISPRは細菌などの微生物が自分自身の体を守るために昔から使ってきた「免疫の痕跡」を指します。細胞は外から入ってくるウイルスのDNAの一部を覚え、同じウイルスが来たときにそれを切って壊す仕組みを持っています。このとき活躍するのがCasと呼ばれるタンパク質の一群です。中でもCas9はDNAを切る“はさみ”のような役割を果たします。

研究者はこの仕組みを利用して、目的のDNA配列を見つけて切るように“設計”します。具体的には、ガイドRNAと呼ばれる短いRNAを使って、Cas9がどこを切るべきかを指示します。ガイドRNAはあなたが変えたい遺伝子の近くに作ることができ、それに合わせて Cas9が DNAを切断します。

DNAが切られると、細胞は自然にそれを修復しようとします。この修復の過程で、元の配列を変えたり、別のDNAを差し込んだり、あるいは人為的な変化を起こすことが可能になります。これが遺伝子編集と呼ばれる作業です。遺伝的な特徴を変えることができるので、病気の研究や新しい作物の開発、医療の可能性を広げる道として注目されています。

ただし、オフターゲットと呼ばれる予期せぬ場所でDNAが切られてしまう可能性や、倫理的な問題、法的規制も存在します。特に人への適用には慎重さが求められ、安全性と社会的影響をよく検討する必要があります。

次に、CRISPR／Casの実際の活用例をいくつか見てみましょう。病気の原因となる遺伝子の修正を試みる研究、作物の耐性を高める改良、あるいは微生物を使った治療法の開発など、未来の医療や農業に役立つ可能性が広がっています。もちろん、すべての実験が社会と倫理のルールのもとで厳しく管理されています。

このように、crispr／casは「ガイドRNAとCasが協力してDNAを狙い、切断後に修復を通じて変化を作る」という仕組みです。難しく聞こえますが、基本はとても単純なアイデアの組み合わせです。遺伝子の情報をどう変えるかを計画して、結果を観察するという点が学術研究の核になります。

今後も科学者は倫理と安全性を最優先に、透明性を持って研究を進めていくでしょう。私たちはこの技術の正確な理解と適切な利用法を学ぶことが大切です。

CRISPR／Casの基本的な流れを表で見る

<th>説明

ステップ
設計	狙いたいDNAの配列に合わせてガイドRNAを作る。
切断	Cas9などの酵素がDNAを切る。
修復	細胞が切断部を修復し、新しい遺伝情報を取り込む。

crispr／casの同意語

CRISPR/Cas9システム: CRISPRとCas9酵素が組み合わさった遺伝子編集の基本システム。DNAの標的配列を切断して編集を可能にする主要技術。
CRISPR-Cas9: CRISPRとCas9を指す略称。DNAを特定の場所で切断することで遺伝子編集を行う技術の総称。
CRISPR/Cas9系: CRISPR-Cas9を用いる系統・派生形。Cas9を核となる酵素とする系統。
CRISPR/Cas9遺伝子編集: CRISPR-Cas9を使って遺伝子の配列を変更する方法。
CRISPRゲノム編集: CRISPRを用いて生物のゲノム全体の遺伝子配列を編集する技術。
CRISPRシステム: CRISPRとCasタンパク質の組み合わせから成る遺伝子編集の基盤となる生物学的システム。
CRISPRベースの遺伝子編集: CRISPRを基盤とした遺伝子編集技術。ガイドRNAとCasタンパク質を使ってDNAを編集する。
CRISPR関連技術: CRISPRを含む、遺伝子編集に関連する技術の総称。
ゲノム編集技術CRISPR: CRISPRを用いたゲノム編集技術のこと。
Cas9酵素: CRISPR-Cas9で標的DNAを切断する核酸分子切断酵素。
Cas9: Cas9タンパク質はDNAを切断して遺伝子編集を行う主要酵素。
Casファミリー: Cas9を含むCasタンパク質の一群。Cas9、Cas12a、Cas13などを含むグループ。
Cas12a (Cpf1): Cas12aはDNAを切断する別のCasタンパク質で、CRISPR系の一種。
Cas13: RNAを標的とするCasタンパク質の一種で、遺伝子発現の研究にも使われるCRISPR系。
Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats: CRISPRの英語名の頭字語。DNA配列を繰り返す領域を指す名称の正式な表現。
CRISPRゲノム編集技術: CRISPRを用いたゲノム編集技術の別称。

crispr／casの対義語・反対語

非編集: CRISPR/Casによるゲノム編集を行っていない状態。元のDNA配列がそのままの状態を指します。
無編集: 編集が全く行われていない状態。CRISPRなどの介入が行われていないことを示します。
自然変異: 人為的な操作を伴わずに自然に起こる遺伝子の変化のこと。自然界の多様性の源です。
非特異的編集: 特定の部位だけを狙わず、複数の場所に影響を及ぼすような編集のこと。CRISPRのような“特異的編集”の反対として挙げられることがあります。
ランダム変異誘発: 化学薬品や放射線などで起こる、目的を定めずに生じる遺伝子変化のこと。CRISPRの狙いとは対照的です。
従来の変異導入法: CRISPR以前の遺伝子改変手法（例：化学的変異誘発、放射線誘発、古典的組換え技術など）を指す表現。特異性が低い点で対義として用いられます。
非CRISPR系遺伝子改変: CRISPR/Casを使わない遺伝子改変の総称。CRISPRに対する対義語として使われることがあります。
自然選択: 自然界の力によって生物の遺伝子が変化していく過程。実験介入のない自然な進化を指す概念です。

crispr／casの共起語

CRISPR: CRISPRはゲノム編集の総称で、微生物の免疫機構に由来する、特定のDNA配列を認識して切断するシステムの総称。ガイドRNAとエフェクタータンパク質を組み合わせて標的DNAを改変します。
Cas9: Cas9はDNAを切断する代表的なエフェクタータンパク質。ガイドRNAと組み合わせて特定のDNA配列を標的化し、狙った場所で切断を促します。
Cas12a: Cas12a（別名Cpf1）はCas9とは異なるタイプのエフェクタータンパク質で、異なるPAM認識と切断特性を持つDNAエディターです。
Cas12b: Cas12bはCas12ファミリーの一種で、Cas9とは異なる特性を持つDNA切断酵素です。用途やPAM要件が多様です。
Cas13: Cas13はRNAを標的とするエフェクタータンパク質。DNAではなくRNAの編集・分解を通じて機能を調節します。
Cas14: Cas14は非常に小型のエフェクタータンパク質で、主に特定のDNA配列を認識して切断する能力を持ちます。
gRNA: guide RNA（ガイドRNA）はエフェクタータンパク質に標的DNAを指示するRNA分子です。
sgRNA: sgRNAはsgRNA（single-guide RNA）として、crRNAとtracrRNAを一本化した設計のRNAで、Cas9系で多く使われます。
crRNA: crRNAはCRISPR系の標的DNA配列を認識するRNA要素です。
tracrRNA: tracrRNAはcrRNAとCasタンパク質を結合させ、機能を補助するRNA要素です（Cas9系に多く使われます）。
PAM: PAM（Protospacer Adjacent Motif）はエフェクタータンパク質がDNAを認識・切断する前提となる隣接配列のことです。
RNP: RNPはリボヌクレオプロテイン複合体で、Casタンパク質とガイドRNAが結合した活性形態です。
base editing: ベースエディティングはDNAの特定の塩基を変換して置換する編集法で、切断を伴わずに塩基を修正します。
prime editing: プライムエディティングは高精度な塩基置換・小規模挿入・削除を実現する編集技術です。
HDR: HDR（ホモロジー誘導修復）はDSB後に同源DNAを用いて正確に挿入・置換を行う修復経路です。
NHEJ: NHEJ（非相同末端結合）はDSBをエラーを伴いながら結合する主要な修復経路です。
donor template: ドナーDNAはHDR時に新しい遺伝子情報を提供する参照DNAです。
homology arms: ホモロジーアームはHDRの際、同源性を確保するための領域です。
off-target: オフターゲットは意図しないゲノム部位に編集が及ぶ現象を指します。
on-target: オンターゲットは意図した部位にだけ編集が起きることを指します。
multiplexing: マルチプレックスは複数のガイドRNAを同時に用いて複数箇所を編集する手法です。
genome editing: ゲノム編集は遺伝子配列を改変する技術の総称です。
gene editing: 遺伝子編集は特定の遺伝子を変えることを指す日常的な表現です。
genome engineering: ゲノムエンジニアリングはゲノムの機能を設計・改変する広い概念です。
delivery: デリバリーはCRISPR成分を細胞や組織へ届ける方法全般を指します。
AAV: AAV（アデノ随伴ウイルス）は遺伝子導入のベクターとして広く使われるウイルスの一種です。
LNP: LNPは脂質ナノ粒子の略で、CRISPR成分の体内送達に用いられます。
electroporation: 電気穿孔法は細胞膜を一時的に開いて分子を導入する方法です。
in vivo: in vivoは体内での研究・治療を指します。
in vitro: in vitroは試験管内・試料系での実験を指します。
somatic editing: 体細胞編集は生殖系列に影響を与えず、体細胞を対象に編集を行うことです。
germline editing: 生殖細胞編集は配偶子や受精卵など生殖細胞を対象に行い、子孫へ遺伝する可能性のある編集です。
ethical considerations: 倫理的配慮は研究・応用に伴う社会的・倫理的影響を検討する要素です。
regulatory approval: 規制承認は医療用途などで法的認可を得るプロセスを指します。
CRISPR library: CRISPRライブラリは多数のガイドRNAを含む標的集合で、機能スクリーニングに用いられます。
CRISPR screen: CRISPRスクリーニングは大規模な機能解析のための一連の実験です。
CRISPRi: CRISPR interferenceは遺伝子発現を抑制する機能を指します。
CRISPRa: CRISPR activationは遺伝子発現を促進する機能を指します。
guide design: ガイド設計はターゲットDNAに適したガイドRNAを設計する作業を指します。
nuclease: ヌクレナーゼはDNAを切断する酵素の総称です。
mosaicism: モザイク現象は編集が細胞ごとに異なる状態になることを指します。
sequencing validation: シーケンス検証は編集後の配列を正確に確認する方法です。
diagnostic applications: 診断応用は病気の検出・診断への活用を指します。
therapeutic applications: 治療応用は疾病治療への応用を指します。
agriculture: 農業応用は作物改良などの応用領域を指します。
safety concerns: 安全性の懸念は研究・応用に伴うリスク評価を含みます。
biosafety: 生物安全性は実験や応用の安全基準を指します。
ethical review board: 倫理審査委員会は研究の倫理性を評価する機関です。
off-target scoring: オフターゲット評価指標は編集リスクを定量的に評価する指標です。
PAM compatibility: PAM適合性はCasが認識可能なPAMの種類と制約を意味します。
Cas protein: Casタンパク質はCRISPR/Casのエフェクタータンパク質の総称です。
Cas variants: Cas派生型はCas9以外のエフェクタータンパク質の変異体を指します。
delivery vectors: デリバリーベクターは遺伝子を運ぶキャリアとなるベクターを指します。
donor DNA: ドナーDNAはHDR時の挿入情報を提供する材料となるDNAです。

crispr／casの関連用語

CRISPR: 細菌の免疫機構を利用した、特定のDNA配列を標的に編集する技術の総称。Casタンパク質とガイドRNAを組み合わせて狙いを定め、目的遺伝子の機能を変えることができます。
Casタンパク質: CRISPRとともに働く酵素群の総称。DNAを切断して編集を実現する役割を担います。代表例としてCas9やCas12aがあります。
Cas9: 最も広く使われる Casタンパク質の一つ。ガイドRNAと結合して標的DNAの特定部位を切断します。
Cas12a: Cas9以外のCasタンパク質の一つ。異なるPAMや切断特性を持ち、DNAを切断して編集を実現します。
Cas13: RNAを標的に編集・分解するCasタンパク質。DNAではなくRNAを狙う点が特徴です。
Casファミリー: CRISPR関連タンパク質の総称。Cas9、Cas12a、Cas13など、目的に応じて使い分けられます。
sgRNA: 単一ガイドRNA（single-guide RNA）。Casタンパク質を標的DNAへ案内する設計図となるRNA分子です。
PAM配列: Casが標的DNAを認識する際に必要な短い隣接配列。Casの種類によって認識パターンが異なります。
ゲノム編集: 生物のゲノムを改変し、特定の遺伝子の機能や発現を変える技術の総称。
二重鎖DNA切断: CRISPRの多くの編集機構で起こる、DNAの両鎖が切断される状態。これを修復する過程で編集が入ります。
オフターゲット効果: 意図していない別のDNA部位が編集されてしまう現象。安全性評価の大きな課題です。
非相同末端結合(NHEJ): 二重鎖切断後の主な修復経路の一つ。小さな欠失や挿入が入ることが多く、編集の内容を左右します。
相同組換え修復(HDR): 二重鎖切断後、提供された配列を使って正確に置換・挿入を行う修復経路。高精度編集に用いられます。
ベースエディティング: 切断を伴わず、特定の塩基を別の塩基へ置換する編集法。ポイント変異の導入が主目的です。
プライムエディティング: Cas9と逆転写酵素を組み合わせ、挿入・欠失・置換を高精度で行う柔軟な編集法。
CRISPRi: dCas9を使って遺伝子の転写を抑制する技術。遺伝子のノックダウンに用いられます。
CRISPRa: dCas9を使って遺伝子の転写を活性化する技術。遺伝子の発現を増やす目的で用いられます。
dCas9: 切断活性を持たないCas9。転写制御やエピジェネティックな操作に使用されます。
CRISPRスクリーニング: 多数の遺伝子を一斉に機能的に評価する実験手法。どの遺伝子が表現型に寄与するかを調べます。
GUIDE-seq: オフターゲットを検出する代表的な手法の一つ。ゲノム全体を解析して編集の痕跡を可視化します。
Digenome-seq: オフターゲットを検出する別の手法。ゲノム全体の編集パターンを解析します。
CIRCLE-seq: オフターゲットを検出する別の手法。細胞外での検出に適したアプローチです。
デリバリー法: 編集機構を細胞へ届ける方法の総称。ウイルスベクター、脂質ナノ粒子（LNP）などがあります。
ウイルスベクター: 遺伝子編集系を細胞へ運ぶためのベクターとして使われるウイルスの総称。臨床研究などで用いられます。
脂質ナノ粒子(LNP): RNAやDNAを包み込み、細胞へ届ける非ウイルス系の導入法。薬剤分野でも広く使われています。
倫理・規制: 遺伝子編集研究には倫理的配慮と法規制が伴います。臨床応用には特に慎重な審査が行われます。
医療応用: 病気の治療・予防、遺伝子治療の研究開発など、医療分野での活用を指します。
農業応用: 作物の改良・品種改良、病害抵抗性の向上などの応用領域を指します。