Duke のスピンアウト CasTag BioSciences が NCBiotech の支援を受けてより優れたタンパク質トラップを構築
発行日:ダーラム – 生命科学者が抗体を好むのは、これらの小さなタンパク質が病原体から私たち全員を守るのに役立つからだけでなく、抗体が研究で関心のあるタンパク質を特定し、マークするための非常に便利な実験ツールでもあるからです。
非常に小さなものを見つけようとしているときは、それをマークするための小さな旗が必要です。それは抗体です。
ほとんどの生命科学研究者と同様に、デューク大学の細胞生物学教授であるスコット・ソダーリング氏も、科学者が細胞培養物や生体内の特定のタンパク質を見つけてマークするのに役立つ、何百もの異なる供給研究所が注文に応じて製造した分子であるカスタム抗体に依存してきました。
「しかし、問題があります」と、ナナリン・デュークのオフィスに隣接する小さな会議室で彼は説明する。 「市場に出回っている抗体の 50% はジャンクです。具体的ではありません。それらは、あなたが束縛していると思っているものを束縛するかもしれませんが、その後、あなたが知らない他のものに束縛されたり、あるいは、あなたが束縛したいものをまったく束縛しなかったりするのです。」
さらに悪いことに、特注の抗体の 1 つのバッチが最後のものと同じではない可能性があります。 「あなたが望むものに正確に結合し、それ以外には何も結合しない完璧な抗体があるとします。そして次のロットを注文すると、別の動物からの別の準備が行われ、振り出しに戻ります。それは機能しません。」
「これらの悪い抗体が再現不可能な結果の大部分を引き起こすと考えられています」とソダーリング氏は言う。 「つまり、お金も時間もかかり、信頼性も失われます。これは学術界と産業界の両方において科学にとって大きな問題です。」この問題の一部は、カスタム抗体製造技術が 1970 年代にまで遡るという事実に起因している、と彼は言う。
しかし、ソダーリング氏はデュークにスピンアウトした会社を設立し、信頼性の問題を解決できると期待している。 CasTag BioSciences は、ゲノム編集ツール CRISPR を使用したまったく新しい方法で目的のタンパク質をマークする、彼の研究室で開発された技術に基づいています。
ソーダーリング氏の研究の主な目的の 1 つは、信号が送受信される神経細胞間の小さな隙間である脳のシナプス内のタンパク質を特定することです。そのシグナル伝達はすべて、特定のタンパク質によって制御されています。しかし、シナプス内のこれらのタンパク質をすべて識別し、それらが細胞に伝えている内容を解釈することは、非常に狭い空間での大きな問題です。抗体は重要なツールですが、カスタム抗体の扱いが難しいこともあり、作業はイライラして時間がかかりました。
約 3 年前、CRISPR と呼ばれる新しい遺伝子編集技術のニュースが広まる中、ソダーリング氏と彼のチームは、CRISPR が微小な細胞内で検出していた数百、さらには数千のタンパク質を標識して視覚化するためのより良い方法を提供できるかどうかを確認したいと考えていました。ニューロン間のシナプス。
「私たちは、CRISPR がこれら数百のタンパク質を識別して標識するという差し迫った問題に対処するための本当に素晴らしいツールになる可能性があるという考えを持っていました」と Soderling 氏は言います。 「私たちが開発したのは、基本的にラベル付けの問題を取り上げ、それをひっくり返すための新しいモジュール式の方法でした。」
彼らは、CRISPR を使用して短い配列を遺伝子に編集し、生成するすべてのタンパク質に独自に作成したタグを付けます。このタグは、暗中模索のカスタムではなく、既知で信頼性が高く、十分に特徴付けられた抗体によって検出されます。抗体。
「これらの抗体は、アミノ酸配列の小さなセグメントを認識します」と Soderling 氏は説明します。 「そこで、これらのアミノ酸をコードする DNA、つまりハンドルを取り出し、そのハンドルを生体内または細胞内の遺伝子に直接挿入します」とソダーリング氏は言う。
概念実証実験によりマウスの脳内に美しいタンパク質標識が生成された後、ソダーリング氏は画像を見て「なるほど、これは巨大だ」と言いました。
実際、彼らは新しいシステムを HiUGE (相同性に依存しないユニバーサルゲノム工学) と名付けましたが、それはまさに巨大なものかもしれません。
彼らはそれをプラグアンドプレイ生物学と呼ぶようになりました。なぜなら、ほんの数個のタグを使用するだけで何百もの未知のタンパク質に対処でき、さらに複数のタグを同時に遺伝子に挿入できるからです。ソダーリング氏は、このシステムはモジュール式で使いやすく、タンパク質を標識するための半自動でハイスループットなアプローチが可能になると述べている。
たとえて言えば、土砂降りの中、暗くなった後、住宅番号 2345 を探して、配達トラックの運転手がゆっくりとブロックを下っていることを考えてください。ソダーリングと彼のチームがやったことは、2345 番のすべての家に「Hey UPS!」と書かれた明るい看板を設置したことです。こっちだよ！」
HiUGE システムは、チームとして機能する 2 つのアデノ随伴ウイルスによって、ディッシュ内または生体内の生細胞に送達されます。 1 つのウイルスは、CRISPR が DNA を切断して新しいコードを挿入する位置をマークするガイド RNA を保持しています。 2番目のアデノ随伴ウイルスは、彼らが考案したタグである「ペイロード」を運び、その後遺伝子が生成するすべてのタンパク質に組み込まれることになる。
合成ガイド RNA と HiUGE タグを含むベクターは、名前が示すとおり、不可知論的、つまり「相同性に依存しない」ものです。彼らは自分の周囲にどのような遺伝子があるかは気にしません。 「私たちはこのガイド RNA を、マウス、ヒト、サル、ネコ、ロバのゲノムを特に認識しないように設計しました」と Soderling 氏は言います。
これは未知の世界を探索するための賢い方法です。
Soderling 氏は、このアプローチが自分たちの研究を前進させるだけでなく、タンパク質にタグを付けるための高速、柔軟、より正確な方法がビジネス チャンスにもなり得ることに気づき始めました。少し調べたところ、カスタム抗体は 1 兆 4,000 億の市場であり、宣伝どおりに機能する製品は半分しかないことがわかりました。
彼はデューク大学ライセンシング・アンド・ベンチャー局 (OLV) に連絡を取り、特許取得プロセスを開始し、会社設立に関するアドバイスを求めました。 「それで、私はビジネスを運営する方法を見つけなければなりませんでした。なぜなら、私はすでに素晴らしい本業を持っているからです。」実際、彼はほぼ同時に細胞生物学の教授にも任命されたばかりだった。
OLVの勧めで、ソダーリング氏はバイオラボ・ノースカロライナを訪れた。そこはダーラムのダウンタウンにあるチェスターフィールド・ビルディングにある共有ワークスペースで、個々のウェットラボベンチを月ごとにリースしており、冷蔵、遺伝子など、スタートアップに必要なすべての基本的な設備を提供している。彼は自分のアイデアを Biolabs に提案し、見て回りました。
翌日、ノースカロライナ州バイオラボ社長のエド・フィールド氏がソダーリング氏に電話して、事業運営を手伝ってほしいか尋ねた。スタートアップのベテランであるフィールド氏は、現在 CasTag の CEO です。同社はノースカロライナ・バイオテクノロジー・センターからの融資で十分な資金を調達し、フークア・ビジネス・スクールを卒業したばかりの人物を事業開発責任者として雇用し、ソダーリング氏が業界で仕事を探している間、研究室をパートタイムで運営する元博士研究員を雇用した。 。
「私たちはウェブサイトを持っています。注文が入っています。顧客がいます。それは稼働しています」とソダーリングは、その声にある程度の驚きを込めて言いました。 HiUGE に関する彼のカンファレンスでの講演と、Neuron に掲載された 2019 年 7 月 1 日の論文は、ある程度の注目を集めました。その後、この論文は同誌の「2018～2019年のベスト」の1つとして再掲載され、さらに注目を集めた。
そして今、彼らは新製品のアイデアも持っています。 「これが拡大し、単なるタンパク質のタグ付けよりもさらに大きなものになることを期待しています」とソダーリング氏は言う。
「ご存知のように、ノースカロライナ州は昔は製造業の州でした」と、穏やかな口調でテネシア生まれのソダーリングは言う。 「いつか起きて、ダーラムのダウンタウンに車で行き、世界中に発送する試薬を作る人々で賑わっている元製造倉庫の一つを見たいです。それが夢です。」
(c) ノースカロライナ バイオテクノロジー センター
元の記事の出典: WRAL TechWire