張鋒がCRISPR特許戦争に勝利！ノーベル賞受賞チームが真核細胞CRISPRの特許を失う

2020年のノーベル賞を受賞した遺伝子編集技術「CRISPR」をめぐる特許紛争は、米国特許商標庁が中国の科学者フェン・チャン氏が所属するブロード研究所のチームが勝訴したとの判決を下したことで、一定の進展があった。詳細>>>

ニューメディア編集者/李雲鋒

現地時間2022年2月28日、CRISPR遺伝子編集技術をめぐる特許紛争において、米国特許商標庁（USPTO）は張鋒氏のブロード研究所チームに有利な判決を下し、ブロード研究所が勝訴したと判決を下した。

張鋒氏が勤務するブロード研究所は、マサチューセッツ工科大学とハーバード大学に所属する高レベルのゲノム研究センターである。

この結果は、人間の細胞を編集して薬を作るためにCRISPR-Cas9を最初に発明したのは、2020年のノーベル化学賞受賞者のジェニファー・ダウドナとエマニュエル・シャルパンティエが代表するCVCチームではなく、張鋒のチームであったことを確認するのと同じである。 （注：カリフォルニア大学、ウィーン大学、エマニュエル・シャルパンティエは総称して「CVC」と呼ばれます）

CRISPR遺伝子編集技術は、2012年の誕生からわずか数年で、近年の生命科学分野で最も注目を集める技術となり、常にノーベル賞の有力候補とみなされてきました。しかし、CRISPR 技術は誕生以来、特許紛争を伴ってきました。

CRISPR の特許を獲得することは、莫大な富を意味するだけでなく、最高の栄誉であるノーベル賞をもたらす可能性もあります。そのため、CRISPR の特許戦争は長期化し続けています。

（写真提供：Biological World）

この最新の判決を受けて、張鋒氏が設立した遺伝子編集会社エディタス・メディシンのCEO、ジェームズ・マレン氏は、ブロード研究所チームとCVCチームの両方が科学における遺伝子編集の応用に重要な貢献を果たしたと述べた。しかし、PTOの判決は「私たちの基礎となる知的財産の強さを再確認する」ものだ。この判決により、エディタス・メディシンは米国で、すべてのヒト細胞におけるCRISPR-Cas9とCRISPR-Cas12aを対象とする遺伝子編集特許を取得できる。この好ニュースの影響を受けて、エディタス・メディシンの株価も10％以上上昇した。

この最新の判決は、両者間の特許戦争が終結したことを意味するものではない。 CVCチームのジェニファー・ダウドナ氏は、この判決は30か国以上とノーベル賞委員会の決定に反するものであり、引き続き米国連邦巡回控訴裁判所に控訴すると述べた。しかし、この判決により、CVC による米国におけるブロード研究所の特許への干渉は終了する。

同様に、今回の判決は、CVCチーム自身のIntellia Therapeutics、CRISPR Therapeuticsなど、これまでCVCチームからのみ特許ライセンスを取得していたCRISPR遺伝子編集関連で米国で事業を展開している企業が、ブロード研究所チームと特許交渉を行わなければならないことを意味することを指摘しておくべきだろう。

米国の著名な医療・健康メディアSTATは、「カリフォルニア大学バークレー校がCRISPR特許訴訟で敗訴、遺伝子編集企業の人間治療開発の特許権は無効との判決」というタイトルで報じた。

(画像出典: Biopharmaceutical Cloud)

研究により、2012年8月17日にジェニファー・ダウドナとエマニュエル・シャルパンティエが協力して、遺伝子編集の歴史における画期的な論文をサイエンス誌に発表し、CRISPR-Cas9遺伝子編集の動作原理を解析することに成功したことが明らかになった。

2013年2月15日、張鋒氏は、CRISPR-Cas9遺伝子編集技術を改良し、哺乳類とヒトの細胞に初めて適用した論文をサイエンス誌に発表した。

(画像出典: Biopharmaceutical Cloud)

それ以来、ジェニファー・ダウドナ氏とエマニュエル・シャルパンティエ氏が代表を務めるCVCチームと、チャン・フェン氏が代表を務めるブロード研究所チームが、CRISPR特許の所有権をめぐる戦いを開始した。

CVCチームの元の論文には、CRISPR遺伝子編集が人間の医薬品開発の鍵となる真核細胞で使用できることについては触れられていなかった。 2014年、米国特許商標庁は真核細胞に関する重要なCRISPR特許をブロード研究所チームに付与しました。 2016年にCVCチームは米国連邦裁判所に上訴したが、却下された。その後、CVC チームは控訴を続け、特許審判部 (PTAB) が介入しました。委員会は、ブロード研究所のチームがCRISPRが真核細胞に有効であることを証明した最初のチームであり、したがって特許優先権を持っていると信じていた。

2022年2月4日、米国特許商標庁は特許公聴会を開催し、生物学に革命をもたらしたCRISPRゲノム編集ツールを誰が発明したかをめぐって2つのチームが終わりのない議論を繰り広げた。

この特許審理には 2 つの中心的な問題がありました。 1つは、CVCチームがブロード研究所チームが初期のCRISPR情報を不適切な方法で入手したと非難したことです。もう 1 人は、CRISPR が真核細胞内で機能できるようにするガイド RNA (gRNA) を発明した人物です。

CRISPR 遺伝子編集の出現により生物学は完全に変わり、遺伝子編集が手の届くものとなり、遺伝性疾患がもはや治療不可能なものではなくなり、がん治療に大きな希望がもたらされました。科学の振興におけるその多大な価値はノーベル賞によって認められました。さらに、誕生から10年足らずで、CRISPRA遺伝子編集技術をめぐる上場企業は10社を超え、関連するスタートアップ企業も数え切れないほど存在します。 CRISPR によってもたらされる莫大な経済的利益は、人類に利益をもたらす特許の道をさらに刺激的なものにしています。さらに読む:

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遺伝子編集がなぜノーベル賞を受賞したのでしょうか?

この記事は、2020年10月18日に北京科学技術ニュースに掲載されました。

▲2020年10月18日北京科学技術ニュースの表紙

2020年のノーベル化学賞は、遺伝子編集における自然免疫システムであるCRISPR-Cas9の重要性についての発見が評価され、カリフォルニア大学バークレー校のジェニファー・ダウドナ教授とドイツのマックス・プランク感染生物学研究所のエマニュエル・シャルパンティエ教授という2人の「ハサミの手」を持つ女性科学者に贈られた。

遺伝子編集技術で有名になった科学者はたくさんいるのに、なぜこの二人の女性科学者がノーベル化学賞を受賞したのでしょうか？

▲ジェニファー・ダウドナ（左）とエマニュエル・シャルパンティエ（右）（出典：ネイチャー）

遺伝子編集への長い道のり

「生涯この賞を受賞することのない優秀な科学者を私はたくさん知っていますが、彼らが優秀な科学者であるかどうかは関係ありません」とジェニファー・ダウドナ氏は語った。ネイチャー誌からの祝辞を受け取るまで、この新しいノーベル賞受賞者は、自分が今年の「受賞者」であることすら知らなかった。今では、遺伝子編集について語るときには必ず「ジェニファー・ダウドナ」という有名な名前を避けて通ることはできないと言ってもいいでしょう。

2012年、ジェニファー・ダウドナとエマニュエル・シャルパンティエが協力し、自然免疫システムであるCRISPR-Casの魔法の力を初めて世界に披露しました。この魔法の「遺伝子はさみ」の発見は、当時の科学界全体を大いに興奮させました。

実際、人類による遺伝子編集の探求の道のりはかなり困難で長いものです。さまざまな高効率な標的ヌクレアーゼの発見により、標的遺伝子編集技術は急速に発展しました。 CRISPR-Cas 遺伝子編集が登場する前は、大規模ヌクレアーゼ技術、ジンクフィンガーヌクレアーゼ技術 (略して ZFN)、転写活性化因子様エフェクターヌクレアーゼ技術 (略して TALEN) の 3 つの技術が一般的でした。

遺伝子編集研究の初期には、広範囲ヌクレアーゼ技術が最も一般的な技術の 1 つでした。しかし、この技術は天然の広範囲ヌクレアーゼの種類によって制限されるだけでなく、ヒトゲノムに適応させることも難しいため、その応用には大きな制限があります。その後、科学者たちは 1984 年にジンクフィンガータンパク質を発見し、それに基づいて ZFN 技術を開発しました。

しかし、この技術の出現は、もう一つの新たな問題ももたらしました。一方では、特定のDNAを識別するジンクフィンガー配列をライブラリースクリーニングによって決定する必要があるため、遺伝子編集プロジェクト全体の作業負荷が非常に大きく、「時間がかかり、労働集約的で、面倒」です。一方、ジンクフィンガーヌクレアーゼのスクリーニングは非常に困難であるため、ますます複雑なオフターゲット効果を引き起こし、細胞毒性を誘発する可能性が高くなります。以上の要因を考慮すると、ZFN技術時代の遺伝子編集技術は、まだ「石を頼りに川を渡る」段階にあると言えます。

1989 年、科学者たちは植物病原体から avrBs3 タンパク質のクローン化に成功しました。 23年後、科学者たちはこれを基にTALEN技術を正式に提案し、それが徐々に遺伝子編集技術の主流となっていった。 TALEN 技術は、その「前身」である ZFN 技術と比較して、全体的にシンプルになり、ZFN 技術がオフターゲット効果を起こしやすいという問題もある程度改善されました。 1990 年代には、科学者が偶然、大腸菌のゲノムに非常に相同性の高い配列の繰り返しが含まれており、これらの繰り返し配列が規則的な配列によって分離されていることを発見しました。他の微生物でも同様の反復配列が次々と発見されるにつれ、この反復配列は 2002 年に正式に「CRISPR」と命名されました。同時に、科学者たちは近くで一連の保存された関連遺伝子 (Cas) も発見しました。

CRISPR-Cas遺伝子編集技術の登場により、遺伝子編集は「高価」かつ「コストがかかる」というこれまでの恥ずかしい状況は完全に変わったと言えるでしょう。近年の最も画期的な新興技術の 1 つである CRISPR-Cas 遺伝子編集技術のハイライトは、ターゲット DNA を認識できる Cas9 酵素 - ガイド RNA のみを使用する必要があることです。言い換えれば、科学者はガイドRNAを1つ購入するために「注文」するだけでよく、これにより、人間の細胞を含むあらゆる生物の遺伝子を、より高い効率と精度で書き換えることができるようになる。 30ドル未満のハードウェアコストで遺伝子を「カスタマイズ」できるため、より手頃な遺伝子編集技術で農業と医療を向上させ、人類がより多くの「不治の」遺伝病を治療できる可能性が広がります。

「新しいハサミ」をゼロから発見

2012年、ジェニファー・ダウドナとエマニュエル・シャルパンティエは、CRISPR-Casシステムの生物学的現象を理論的に説明した論文を共同で発表しました。彼らは、この「遺伝子のはさみ」の謎を革新的かつ先駆的に世界に解き明かし、人間が遺伝子を「標的」に切断・編集するための確固たる理論的基礎を提供しました。

彼らの成果は静かな湖に投げ込まれた石のように、すぐに業界における一連の新たな研究開発の波を引き起こしました。 2012年9月、リトアニア科学アカデミー会員であるヴィルジニウス・シクスニス博士の論文が、米国科学アカデミー紀要に掲載されました。彼は、大腸菌内で Streptococcus thermophilus の CRISPR システムを再構築し、このシステムには少なくとも Cas9 ヌクレアーゼ、crRNA、tracrRNA の 3 つのコンポーネントが必要であることを確認しました。 2013年1月、MITとブロード研究所の中国系アメリカ人科学者フェン・チャン氏とハーバード大学遺伝学教授ジョージ・チャーチ氏が相次いでサイエンス誌に論文を発表し、CRISPR-Cas遺伝子編集技術をマウスとヒトの細胞に応用することに成功したと報告し、ジェニファーとエマニュエルの哺乳類細胞の遺伝子編集における理論的成果を成功裏に実現した。多くの科学者の共同の努力により、ヒトの遺伝子編集技術は急速に新たなレベルにまで引き上げられた。

この賞について、ネイチャーを含む多くの国際誌は「張鋒氏が今回の化学賞を受賞しなかったのは意外だ」としているが、首都医科大学学長で北京生命科学研究所の上級研究員であるラオ・イー氏など一部の声は、張鋒氏がヒト細胞におけるCRIPSR遺伝子編集技術の応用と推進に重要な役割を果たしたとはいえ、この分野でジェニファー・ダウドナ氏とエマニュエル・シャルパンティエ氏が成し遂げた業績の方が「先駆的」で「独創的」だと考えている。

実際、CRIPSR遺伝子編集技術の特許所有権は業界で論争を引き起こしているものの、ジェニファー・ダウドナとエマニュエル・シャルパンティエという2人の女性科学者は、常にこの分野で「最も権威のある先駆者」とみなされてきました。それ以来、より多くの科学者が「遺伝子はさみ」CRIPSR-Casのさらなる機能と大きな可能性を世界に発表し、それが人間を含むすべての生物の遺伝子を「切断」する方法を実証してきたとすれば、ジェニファー・ダウドナと彼女のパートナーは、この一対の「はさみ」を発見した人々であり、彼らはこの魔法のような鋭い遺伝子「はさみ」を正式に世界に提示し、「無から有への」発見であった。

より正確、よりシンプル、より簡単に

「遺伝子ツールは私たち全員に影響を与える大きな力を持っています。遺伝子ツールは基礎科学に革命をもたらしただけでなく、革新的な農作物を生み出し、画期的な新しい医療治療を可能にしました」とノーベル化学委員会のクレス・グスタフソン委員長は受賞についてコメントした。

▲CRISPR-Cas9遺伝子編集技術の原理の中国語版（出典：hudsonalpha）

実際、人類は1970年以来、「カット」と「ペースト」による組み換え遺伝子編集技術を使って細胞を書き換えようとしてきました。しかし、当時の研究者が使用していた方法は天然の細菌酵素に基づいたものであり、研究者が求める特定の遺伝子配列を正確に狙うことはできませんでした。遺伝子を「トリミング」する際に逸脱が発生し、最終的に書き換えられた遺伝子に予測できない結果が生じました。 CRISPR-Cas遺伝子編集技術は、これまでの他の技術と比較して、精度が高いだけでなく、「参入障壁」も低い。この使いやすさにより、この技術はさらに人気を博し、CRISPR-Cas遺伝子編集技術は世界中の主要な研究室で急速に推進されるようになりました。

それ以来、より多くの科学者がCRISPR-Cas遺伝子編集技術を使用して「さまざまな種類の遺伝子損傷を修復」しようとし始めました。研究の範囲も、基礎細胞生物学や動物研究から、細胞性貧血やHIVなどのより広範な人間の病気の治療へと急速に進化しました。

この技術が最も一般的に使用されている農業分野では、研究者らがCRISPR-Cas遺伝子編集技術を使用して、トウモロコシや綿花などの作物の固有の欠陥を改善し、遺伝子を「はさみ」で刈り込んだ後、革新的な作物の害虫耐性、干ばつ耐性、病気に対する感受性の低さを向上させています。医学の分野では、科学者や医師がCRISPR-Cas遺伝子編集技術を使って、患者が病気の原因を「内側から」正確に発見し、治療できるようにしようと試みており、これにより、がんやALSなど、現在「不治」とされている病気を治療する希望と可能性も人類にもたらされている。一方、CRISPR-Cas遺伝子編集技術の出現により、人類は病気と闘うためのさらなる自発性を獲得した。突然の伝染病に直面した際、この技術は人類が「最も疑わしい」遺伝子断片をより迅速かつ正確に「切り取る」のに役立ち、科学者が「容疑者」を標的を絞って効率的に増幅・検出することが容易になる。

2020年に世界中で猛威を振るった新型コロナウイルスを受けて、ジェニファー・ダウドナ氏は2020年9月、CRISPR-Cas遺伝子編集技術の3つの大きな利点、つまり、より直接的なRNA検出が可能であること、ウイルスの変異に対応してより簡単に書き換えられること、関連する検査機器をより簡単に大量生産できることが、新型コロナウイルスに対する人類の戦いに強力な支援を提供するだろうと公に述べた。

「なぜ国民が利益主導の科学研究を支援すべきだと思うのかと聞かれたら、私は、利益主導が科学の本質だからだと答えます。結局のところ、未来がどうなるかは予測できないのです」とジェニファー・ダウドナ氏は語った。

参考文献:

https://www.statnews.com/2022/02/28/uc-berkeley-loses-crispr-patent-case-invalidating-licenses-it-granted-gene-editing-companies/

https://www.fiercebiotech.com/biotech/editas-shares-boosted-patent-office-rules-favor-broads-crispr-patents https://www.synthego.com/blog/gene-editing-nobel-prize

https://news.berkeley.edu/2020/10/07/jennifer-doudna-wins-2020-nobel-prize-in-chemistry/

https://techcrunch.com/2020/09/17/jennifer-doudna-sees-crispr-gene-editing-tech-as-a-swiss-army-knife-for-covid-19-and-beyond/

https://www.quantamagazine.org/2020-nobel-prize-in-chemistry-awarded-for-crispr-to-charpentier-and-doudna-20201007/

制作：サイエンス・セントラル・キッチン

制作：北京科学技術ニュース |北京科学技術メディア

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