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「放射線遺伝学」は細胞と遺伝子を遠隔制御しようとする


2014年12月15日

無印のサーキットブレーカであれ、未確認の遺伝子であれ、何が何かを行うかを知る最も基本的な方法です。新しいリモートコントロール技術は、生物学者に細胞や遺伝子でこれを行う強力な方法を提供するかもしれません。ロックフェラー大学とレンセラー工科大学のチームは、ワイヤー、インプラント、薬物を使わずに、生きている動物の生物学的標的を迅速に遠隔操作できるシステムを開発しています。

学術誌「ネイチャー・メディシン」では、糖尿病マウスの血糖値を下げるために、電磁波を使ってインスリン産生をオンにすることに成功したと説明しています。彼らのシステムは、天然鉄貯蔵粒子、フェリチンを組み合わせた、TRPV1と呼ばれるイオンチャネルを活性化し、金属粒子が電波や磁場にさらされるとチャネルを開き、インスリン産生遺伝子の活性化につながる。一緒に、2つのタンパク質は、細胞内の遺伝子発現を引き起こすために使用することができるナノマシンとして機能します。

「この方法は、生きている動物の遺伝子の発現をワイヤレスで制御することを可能にし、血友病のような状態に使用して欠けているタンパク質の産生を制御する可能性がある。2つの重要な属性は、システムが遺伝的にコードされ、細胞を遠隔かつ迅速に活性化できることです」と、ロックフェラーの分子遺伝学研究所のジェフリー・M・シンプソン教授は言います。「この方法が神経活動を制御するために使用できるかどうか、神経回路の活動を非侵襲的に調節する方法として検討しています。フリードマンと彼のレンセラーの同僚ジョナサン・S・ドーディックは、このプロジェクトの共同上級研究員でした。

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研究者は、リモートコントロールシステムの異なる構成を実験し、タンパク質(緑)とイオンチャネル(赤)につながれた鉄ナノ粒子(青)に最もよく依存していることがわかりました。上記では、3つすべてが細胞膜内に現れます。

他にも、生きている動物の細胞の活性や遺伝子の発現を遠隔制御する技術が存在する。しかし、これらには制限があります。オン/オフ信号として光を使用するシステムは、永久的なインプラントを必要とするか、皮膚の近くで有効であり、薬物に依存するものは、オンとオフを切り替えるのが遅い場合があります。

放射性遺伝学と呼ばれる新しいシステムは、フェリチン粒子を加熱または移動するために、この場合、低周波電波または磁場の信号を使用しています。それらは、今度は、細胞を取り囲む膜に位置するTRPV1の開口部を促す。その後、カルシウムイオンはチャネルを通過し、下流遺伝子の産生をオンにするために科学者が開発した合成DNAをオンにし、この研究ではインスリン遺伝子であった。

以前の研究では、研究者は「オン」信号として電波のみを使用していましたが、現在の研究では、関連する信号(磁場)をテストしてインスリン産生を活性化しました。彼らはそれが電波と同様の効果を持っていることを発見しました。

無線周波駆動の磁場の使用は、非侵襲的で容易に適応可能であるため、遠隔遺伝子発現の大きな進歩です」と、ハワード・P・イザーマン化学生物工学教授でレンセラーの研究担当副社長であるドーディックは言います。「ワイヤーや光システムを挿入する必要はなく、遺伝子は遺伝子治療によって導入されます。身体の特定の部分に磁場を提供するウェアラブルデバイスを持つことができ、神経変性疾患を含む多くの疾患に治療的に使用される可能性があります。この時点では無限です。

インスリンの生産を見る選択は、彼らが電波と磁場を生成するために使用した機器によって駆動されました。これらの信号を発生させるコイルは現在小さいので、すなわち、直径わずか3センチで、マウスを静止させるために麻酔をする必要がありました。麻酔は血糖値を低下させるホルモンであるインスリンの産生を抑制することができるため、スタンレーたちはマウスの麻酔によって通常減少するインスリンを置き換えるために遺伝的にコードされたシステムを設計した。

タンパク質コーティングされた鉄貯蔵分子であるフェリチンは、通常、マウスと人体全体に見られますが、実験ではフェリチン粒子を異なる位置に配置して、結果を改善できるかどうかを確認しました」と、フリードマンの研究室のシニアリサーチアソシエイトであるサラ・スタンリーは言います。「フェリチンをチャネルにテザリングすることが最も効果的であることがわかりました。

チームの肯定的な結果は、システムの他のアプリケーションを示唆しています。9月下旬、スタンレーは野心的な連邦イニシアチブから第1ラウンドBRAIN助成金を受け取り、脳のダイナミックマップを作成しました。今回、Stanleyたちの研究グループは、このシステムを適応させ、ニューロンのオンとオフを切り替え、脳内での役割を調べる計画を立てる。

「今回の研究では、TRPV1チャネルを開いてカルシウムイオンが細胞に入るようにすることで、遺伝子をオンにできることを示しました。TRPV1チャネル制御など、カルシウムや他の正に帯電したイオンによってニューロンが脱分極化することができるので、このシステムが神経活動の調節に有効であることを願っています。


※これは2014年の研究ですから今はもっと進んでいるでしょうね....
 

温度・歪み・磁場制御によるグラフェン磁化磁界|科学レポート (nature.com)

スペインの内部告発者は次のように証言しました。

すべてのワクチンは同じナノテクノロジーで製造されています。
スペインではそれは「秘密ナノ粒子」と呼ばれています。
これらのナノ粒子は、人体と同じ温度に達すると磁気になります。

0度以下の環境にある場合、磁気は発生しません。