今回は、こちらの記事について書きます。

この記事は、父親と母親のDNAに加えて第3者のDNAを用いて生まれた子が、親から遺伝する可能性がある遺伝子疾患をもたないことが確認された、というものです。

この遺伝子疾患とは、ミトコンドリア病という疾患です。

目次
  1. ミトコンドリア病とは
  2. ミトコンドリア置換
  3. まとめ
  4. 参考

ミトコンドリア病とは

ミトコンドリア病（mitochondrial disease）は、細胞内の「エネルギー産生工場」といわれるミトコンドリアの働きが低下することが原因で生じる病気を総称したものです。

機能不全に陥ったミトコンドリアは、エネルギーを産生することができないため、精神症状、脳卒中症状、筋力低下、心筋症など様々な症状を引き起こします。

特にエネルギーが求められる脳や筋肉に症状が現れることが多いとされています。

母系遺伝

ミトコンドリアDNAは、母親からのみ子に受け継がれます。これを母系遺伝（maternal inheritance）といいます。

そのため、母親のミトコンドリアDNAに欠陥がある場合、生まれる子がミトコンドリア病になる確率が高いとされています。

ミトコンドリア置換

2015年、英国で初めて、ミトコンドリア病の患者の卵子や受精卵において「ミトコンドリア置換法（Mitochondrial replacement therapy, MRT）」が認められました。

ミトコンドリア置換は、ある女性がもつ異常なミトコンドリアDNA（mt-DNA）を、ドナーがもつ健康なミトコンドリアDNAに置き換える技術をいいます。

これにより母親から子にミトコンドリアDNAの異常が受け継がれないようにして、生まれる子のミトコンドリア病を予防するための技術です。

具体的なミトコンドリア置換法

実際に英国で認められたミトコンドリア置換法として、以下の2つがあります。

  • 前核移植法
  • 卵子紡錘体移植法

こちらの論文を引用しながら、以下に簡単にまとめます。

前核移植法（pronuclear transfer: PNT）

It is a significant approach of MRT administered after fertilization, in which two zygotes are raised in vitro (Figure 1). One of zygote belongs to the biological parents with pronuclei and defective mitochondria and the other one to the donor with pronuclei and healthy mitochondria (Kaur and Nagpal, 2017). The pronuclei of biological parents are taken out and transplanted into the donor’s zygote (with rejected pronuclei) with healthy mitochondria by using electric pulses or inactivated hemagglutinating virus of Japan (Amato et al., 2014). The reformed zygote is transferred to the mother’s womb. In general, the range of the carryover extends from being undetectable to less than 5% (Herbert and Turnbull, 2018). The technique trashes all the insecurities to grounds regarding its safety when the world’s second three-parent baby was born in Ukraine with no clinical complications (Reardon, 2016).

受精後にMRTを行う方法。

第3者からの卵子と精子で受精卵を作りその受精卵から前核を除去する。その後、両親の受精卵から取り出した前核を移植する。


画像引用元：https://www.cell.com/heliyon/fulltext/S2405-8440%2820%2931487-0

① 健康なミトコンドリアを持つドナー由来の受精卵を用意し、2つの前核を除去して無核状態にする。

② 生物学的親の受精卵（異常なミトコンドリアをもつ）から2つの前核を取り出す。

③取り出した親の前核を、無核にしたドナーの受精卵内に移植する。

④ 再構成された受精卵を母親の子宮に移植する。

卵子紡錘体移植法（maternal spindle transfer: MST）

The technique, executed before fertilization is a form of selective reproduction similar to prenatal diagnosis and pre-implantation genetic diagnosis (PGD) (Wringley et al., 2015). The maternal spindle complex at the metaphase stage is extracted from the defective egg of the mother, which is then transplanted into the perivitelline space of the enucleated donor’s egg with healthy mitochondria (Labarta et al., 2019) (Figure 2). The reformed embryo is transplanted into the mother’s womb. This approach is preferable because maternal spindle contains little cytoplasm which eventually reduces the chances of mt-DNA carryover and mutations (Jose et al., 2017).

受精前にMRTを行う方法。

核DNAを含む紡錘体を除去したドナーの卵子に、母親の卵子から採取した紡錘体を移植してから、父親の精子と受精させる。

画像引用元：https://www.cell.com/heliyon/fulltext/S2405-8440%2820%2931487-0

①有糸分裂中期の母親の卵子から紡錘体複合体（染色体を含む核成分を含む部分）を取り出す。

②健常なミトコンドリアを持つドナーの卵子の核（紡錘体複合体）を除去して、「無核卵子（enucleated egg）」にする。

③紡錘体複合体（染色体を含む核成分を含む部分）を、②の無核卵子の囲卵腔（perivitelline space）に移植。

④再構成された卵子と父親の精子とで体外受精を行い、受精胚を母体の子宮に移植する。

まとめ

安全面、倫理面などの観点から、ミトコンドリア置換技術には様々な意見があるようです。

国内外のメディアには「3人の遺伝子親（Three Genetic Parents）」などと表現され、倫理的に問題があるとして批判する人も多いとのこと。

また、生殖細胞系列改変（Germline Modification）（精子、卵子、受精卵などの生殖細胞の核DNAを操作する技術）と誤解され、多くの国で厳しい規制の対象とされています。

しかし、個人の形質、性質に関わるのはミトコンドリアDNAではなく核DNAであり、母親のミトコンドリアDNAがドナーのものに置き換えられたとしても、生まれる子がもつ形質や性質は父親と母親に由来するとされています。

私個人の意見としては、慎重な規制のもとで使用されることを前提として、このような技術がミトコンドリア病のような疾患をもつ人に応用されていることが素晴らしいと感じます。

参考