3人親」の赤ちゃんができるまで

2016年4月に生まれた赤ちゃんは、生殖医療の新しい世界への扉を開いたのかもしれません。 この男の子は、意図的に作られた最初の「三人親」の赤ちゃんの一人となった。 この男の子のDNAの大部分は、母親と父親からのものでした。 ほんの少し、血のつながりのない女性からもらったDNAがある。

その無関係の女性からのボーナスDNAのために、この男の子のような赤ちゃんには3人の親がいると言う人もいます。

Educators and Parents, Sign Up for The Cheat Sheet

Weekly updates to help you use Science News for Students in the learning environment

Scientists did not all the effort to mix the DNA from these three people as a experiment.科学者が、3人のDNAを混ぜた理由は何だったのでしょうか。 実際、彼らは少年の母親の問題を克服するためにそれを行ったのです。 その女性はミトコンドリア(MY-toh-KON-dree-uh)に問題があったのです。 8203>

人間を含む多くの細胞は、小さな器官のように機能する特別な構成要素を含んでいます。 それがオルガネラという名前の由来で、実際には小さな器官という意味です。 オルガネラは、親細胞のために特別な仕事をする。 その代表的なものが、ミトコンドリアです。 ミトコンドリアの主な仕事は、その細胞の動力源となることです。 そのために、ミトコンドリアは、細胞の燃料(ブドウ糖など)の原子を結ぶ結合に含まれるエネルギーを採取します。 ミトコンドリアはそのエネルギーを使って、ATP(アデノシン三リン酸)と呼ばれる別の分子を作り出します。 この ATP は、実際に細胞のエネルギー源として機能します。

画像下に続く

730_inline_animal_cell.png
ミトコンドリアは、細胞の細胞質内にあるいくつかのタイプの小器官のひとつで、少量の DNA を含んでいます。 そのDNAに変異があると、病気を引き起こす可能性があります。 その遺伝子の変化が、致命的な疾患であるリー症候群を引き起こすのです。 彼女のミトコンドリアのほとんどは正常に働いています。 だから母親はこの殺人的な病気にならない。 しかし、彼女は欠陥のあるミトコンドリアからのDNAを子供に受け継ぐことができる。 これがリー症候群のリスクとなる。 彼女の子供のうち二人はすでにこの病気で亡くなっている。

この夫婦に健康な赤ん坊が生まれることを願って、医師たちは彼女の不健康なミトコンドリアの代わりになる健康なミトコンドリアを見つける努力をしました。 通常、女性は卵子を通して自分のミトコンドリアを子孫に渡します(父親の精子は一切寄与しません)。 ミトコンドリアは、わずか37個のDNAを持つ小器官である。 (ヒトを作るために必要な約2万個のタンパク質生成遺伝子のほとんどは、核と呼ばれる区画に格納されている)。 ミトコンドリア遺伝子に変異があると、脳や筋肉など、多くのエネルギーを必要とする臓器が危険にさらされることが多い。

男の子の赤ちゃんを作るために使われた技術は新しく、論争の的になっています。 しかし、彼の誕生は、小器官を操作して健康なヒトの卵子を作るための30年近い研究の成果である。 この赤ちゃんは、致命的な遺伝病から救われたように見えます。

そして、1月に生まれた3人の親を持つ女の子は、女の子であるという理由だけで、さらに多くの懸念を抱かせます。

健康な赤ちゃんを作る

研究者は、約20年前に初めて不妊症を治療するために卵細胞間のミトコンドリアの交換を始めました。 ジャック・コーエンもその研究者のひとりです。

彼はヒトの胚を研究する科学者です。 1990年代後半、彼とニュージャージー州リビングストンにあるセイント・バルナバ医療センターの同僚たちは、体外受精で子どもを授かることができない女性を助ける方法を探していました。 体外受精は、女性から卵子、男性から精子を採取し、皿の中で培養する方法であり、体外受精とも呼ばれている。

350_inline_in_vitro.png
体外受精では、実験室の皿の中で成長した胚を女性の子宮に移植し、赤ちゃんへと成長させることができます。 運が良ければ、1つ以上の胚が赤ちゃんに成長します。 しかし、一部のカップルの胚は正常に発育しない。 その理由は誰にもわからない。 コーエンのグループは、ドナー卵から細胞質(細胞のゼリー状の「はらわた」)を採取すれば、移植された胚の成功確率が上がるのではないかと考えたのです。 細胞質には、ミトコンドリアやその他の小器官、タンパク質、細胞の仕事をするその他の分子が含まれています。 通常、母親の卵は、胚が生きるために必要なすべてのものを、発生の最初の数ステップに供給する。 しかしコーエンは、患者の卵の中には特別な助けが必要なものがあるかもしれないと考えた。

そこで彼は、他の女性から提供された卵から10〜15パーセントの細胞質を取り出した。 そして、これを1個の精子細胞と一緒にレシピエント卵子に注入したのです。 1996年から2001年まで、彼はこの手順を37回行った。 そして、この技術はかなり成功した。 13組のカップルに17人の赤ちゃんが生まれたのである!

コーエンは後に、この方法で生まれた子供のうち8人を検査した。 2人はドナーから来たミトコンドリアを持っていた。 それは、その子の実の母親から来たものに加えてであった。 他の6人の子供の中には、ドナーのミトコンドリアのレベルが低すぎて、当時の検査では見えなかったのかも知れないと、コーエンは今になって語っている。 しかし、この発見が彼に好奇心を抱かせた。

そこでコーエンと彼の同僚は、17人の子供のうち13人を探し出した。 全員が10代になっていた。 アンケートでは、彼らの両親は、子供たちは基本的に健康に見えると答えている。 コーエンは、ミトコンドリアや細胞質の他の部分が子供たちを生み出すのに役割を果たしたかどうかは知らない。 彼のグループは、(規制上の問題から)2001年にこの技術の実施を中止しました。

Fixing mitochondria

他の科学者も、欠陥のあるミトコンドリアをより意図的に置き換えることを試みました。 そのような最初の試みは1983年に行われました。

前核は受精卵の中心的な、DNAを含む部分です。 1つは卵子から、もう1つはお父さんの精子から生まれます。 発生の初期段階では、この2つはまだ融合して1つの核にはなっていない。 (前核移植として知られる技術では、研究者は母マウスの卵子と提供者の卵子を同時に受精させました。 前核はドナーの受精卵から取り出され、捨てられた。

画像下に続く

前核移植

101716_TI_3parentbaby_inline_rev.png
前核移植は、ミトコンドリアの欠陥による疾患が母親から子供に伝わらないようにしようと試みた科学者の最初の技術でした。T. Tibbitts; Third scientific review of the methods to avoid mitochondrial disease through assisted conception, Human Fertilisation and Embryology Authority, June 2014

この技術を人間に適用するという話は、すぐにいくつかの懸念を引き起こしました

一部の人々は、それは倫理的ではないと主張しました。 彼らは、それが 2 つの胚を操作し、もしかしたら破壊してしまうかもしれないと主張しました。

これは 1 つの問題です。 科学者たちはもっと技術的な問題を抱えています。 彼らは、ミトコンドリアは核の上に接着する傾向があることに注目しています。 そのため、母親の卵子から許容できないほど多くのミトコンドリアが、病気を持ったものも含めて、ドナー卵子に入り込む可能性があると、Shoukhrat Mitalipovは指摘している。 彼はポートランドのオレゴン・ヘルス&科学大学のミトコンドリア生物学者です。

昨年6月、科学者たちは、胚に入る可能性のある病気を運ぶミトコンドリアの数を減らすために、前核移植を改良したと報告しました。 母親の卵子からドナーの卵子に入ったミトコンドリアは2%以下であった。 しかし、先の研究では、その半分でも危険であることが示唆されている。 というのは、変異したミトコンドリアは自分自身をコピーする可能性があるからである。

英国の不妊治療クリニックは、ミトコンドリア病のリスクが高い場合に、前核移植を使って人間の赤ちゃんを作ることを許可されています。 しかし、この男の子のケースには、ニューヨークの不妊治療医ジョン・チャンが関与している。 彼は、中国広州の中山大学医学部の同僚と前核移植を試みた。 10年以上前のことである。 この方法で作られた5個の胚を30歳の女性に移植した。 3個は胎児に成長した。 しかし、誰も出産まで生き延びることはできなかった。 Zhang氏は昨年、この結果をReproductive Biomedicine Onlineに発表した。

2017年1月、ウクライナの医師がこの方法から女児が誕生したことを発表した。 彼女の両親は体外受精を試みていた。 しかし、コーエンの患者と同様に、この夫婦の受精卵は移植可能な胚に成長することはなかった。 キエフのナディヤ・クリニックのヴァレリー・ズーキン医師は、コーエンのようにドナー卵の細胞質を加えるのではなく、前核移植を行ったのです。 そして、女の子を授かったと報告しています。

ウクライナとドイツの研究所では、この赤ちゃんのDNAのほとんどが母親と父親のものであることを確認しました。 ミトコンドリアDNAだけが卵子提供者のものである。 ズーキンは再び同じ技術を使った。

これらの赤ちゃんが後で健康上の問題を起こすのではないかと心配する人もいます。 また、これを倫理的な問題と考える人もいます。 なぜでしょうか。 この技術はミトコンドリア病の予防のためではなく、不妊治療の一種として使われたのです。

Marcy Darnovskyは批判者の一人です。 彼女はカリフォルニア州バークレーにある遺伝学と社会のためのセンターのエグゼクティブ・ディレクターである。 ズーキンのような医師は、証明されていない、そしておそらく危険なサービスを顧客に売っている、と彼女は告発する。

Dividing cells

Doctors used a different technique – spindle transfer – to produce the baby boy born last April.「これは、非科学的な人体実験を推進する商業およびステータス誘因の醜態です」と、彼女は女の子の誕生についての声明で述べている。 身体の遺伝子は、46種類の染色体に含まれるDNAに存在する。 細胞が分裂して卵細胞や精細胞を作るとき、この46本の染色体を23本ずつ2組に分けます。 このとき、染色体はタンパク質の繊維にくっつきます。 この繊維が「紡錘体」です。

この技術では、まず2つの受精していない卵細胞から始めます。 1つは母親から、もう1つはドナーからです。 どちらの細胞も、核を包む膜が壊れています。

研究者たちは、ドナー卵から紡錘体とそれに付着した染色体を取り除き、廃棄します。 そして、母親の卵子に同じことをする。ただし、母親の紡錘体と染色体は残しておく。 この染色体をドナーの卵子に注入するのである。

Story continues below image

Spindle transfer

101716_TI_3parentbaby_inline2_rev.png
昨年生まれた3人兄弟の男の子は、この紡錘体移植という技術を使って作られました。T. Tibbitts; Third scientific review of the methods to avoid mitochondrial disease through assisted conception, Human Fertilisation and Embryology Authority, June 2014

ポートランドのMitalipovは紡錘体移植のパイオニアである。 2009年、彼はそれで健康なサルの赤ちゃんができることを示した。 その実験では、前核移植に比べて、母親のミトコンドリアがドナー卵子に入り込む量が少ないことがわかった。 しかし、ミタリポフ氏はもっとうまくやりたいと考えている。 「この1%が私たちを悩ませているのです」と彼は言います。

紡錘体移植には、もうひとつ考えられる欠点があります。 染色体が紡錘体から脱落する可能性があるのだ。 その結果、染色体が少なすぎる胚、あるいはドナーの卵に染色体が残っている場合は多すぎる胚ができる可能性があります。 どちらの場合も通常、異常な発育となる。 チャン博士が紡錘体移植を行った5つの胚のうち、正常に発育したのは1つだけであった。 この男児は昨年4月に生まれた。

検査の結果、母親のミトコンドリアDNAを1%持っていることが分かったという。 生後3ヶ月の時点で、彼は健康そうに見えた。 しかし、彼の健康状態が長期的にどのようになるかは不明である。 ミトコンドリアが微量でも膨らんでしまうリスクに加えて、別の研究では、両親の核DNA(ミトコンドリア由来ではない)とドナーのミトコンドリアDNAのミスマッチによって、子供の健康が長期的に影響を受けるかもしれないと指摘している。

議論を呼ぶ出産

「3親」ベビーという呼び名に対して異議を唱える研究者もいる。 コーエンは、この用語は間違っていると言います。 ミトコンドリアDNAはその人の形質には寄与しない。 ですから、ミトコンドリアDNAを提供した人は「親」とは言えないと彼は主張します。

Andrew R. La Barberaも同意見です。 彼はアメリカ生殖医学会の最高科学責任者である。 「人間の本質は核の遺伝子にあり、ミトコンドリアの遺伝子にあるのではない」と彼は言う。

しかし、何が親を作るかよりも大きな論争がここにあるのだ。

ダルノフスキーは、「我々は、赤ちゃんと家族の幸せを祈り、赤ちゃんが健康であることを望む」と言う。 しかし、これらの技術が安全であることが示されるまでは、「私は、この子供と、これらの技術を使用する将来の努力について、多くの懸念を持っています」と彼女は言います。 アメリカでは、研究者が世代から世代へと受け継がれるような形で人間のDNAを変えるようなことをするのは禁止されているのです。 スピンドルと前核移植はどちらもこれにあたる。 心配なのは、将来の世代の遺伝子の変化が病気の予防に止まらないことである。 政策立案者は、遺伝子的に強化された「デザイナーベビー」を作る取り組みを非合法化したいと考えていた

しかし、専門家の委員会は2016年2月、3親等以内の男の赤ちゃんを作るのは倫理的であると述べた。 しかし、女の子はダメだ。 なぜか? 父親が赤ちゃんにミトコンドリアを受け継ぐことはほとんどない。 だから、そのような技術で生まれた男の赤ちゃんは、ドナーのミトコンドリアを決して伝えないはずだ」

女の子の赤ちゃんは、しかし、? そうなると話は別です

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。