‐ RNP直接導入という新しい選択肢 ‐植物のゲノム編集は、ここ数年で大きく進歩しました。狙った遺伝子を改変し、作物の機能を変えることができる。この可能性は、研究開発だけでなく、品種改良の現場でもますます重要になっています。しかし、植物でゲノム編集を行う実際のプロセスは、まだ簡単ではありません。 多くの場合、Cas9やガイドRNAなどの編集因子を発現させる遺伝子を、いったん植物細胞に導入します。つまり、まず形質転換体を作り、その中からゲノム編集が起こった個体を探す必要があります。その後、非組換え系統との交配や分離世代のスクリーニングによって、「目的の編集は入っているが、編集因子遺伝子は残っていない」個体を選抜します。この工程が、植物ゲノム編集の大きなボトルネックです。 形質転換効率が低い植物では、そもそも編集因子を導入することが難しい。編集効率が低ければ、形質転換体の中から目的変異を持つ個体を見つけることが難しい。さらに、交配が難しい作物、世代時間が長い作物、栄養繁殖性の作物では、編集因子遺伝子を抜く工程そのものが大きな負担になります。つまり、植物ゲノム編集では「編集できること」と「品種化に使える個体を得ること」は別の課題です。 この課題に対して、インプランタイノベーションズでは、編集因子をコードするDNAを導入するのではなく、Cas9タンパク質などのヌクレアーゼとガイドRNAからなる「RNP」、すなわちリボヌクレオタンパク質複合体を、植物細胞へ直接導入する方法を確立しています。 RNPは細胞内で一過的に機能し、ゲノム編集を起こした後に分解されます。編集因子遺伝子を植物ゲノムに組み込む工程を経ないため、後から編集因子遺伝子を除去する必要がありません。ここに、RNP直接導入の大きな価値があります。 RNPを植物細胞へ届ける方法として、当社では主に2つのアプローチを使い分けています。 1つ目は、ウイスカー超音波法によるRNP導入です。 これは、微細な針状結晶であるウイスカーとRNPを植物細胞と混合し、超音波処理によってウイスカーを細胞へ作用させることで、RNPを植物細胞内へ導入する方法です。産総研、TOPPANとの共同研究では、チタン酸カリウムからなるウイスカーと超音波を活用し、CRISPR-Cas9 RNPを植物へ導入する「ウイスカー超音波RNP法」が開発され、イネでのゲノム編集が報告されています。外来DNAを使わない植物ゲノム編集技術への新たな一歩として位置づけられる技術です。 Nakamura et al.(2023) The sonication-assisted whisker method enables CRISPR-Cas9 ribonucleoprotein delivery to induce genome editing in rice. Sci. Rep.13, 14205 植物における新しいゲノム編集技術の開発に成功：https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2023/pr20230907/pr20230907.html インプランタサービス紹介「ウイスカー超音波RNP法」：https://www.inplanta.jp/research-services/genome-editing/whisker 2つ目は、横河電機のSingle Cellome™ Unit「SU10」を用いたナノデリバリーです。 SU10は、極微細なナノピペットを用いて、標的細胞へ物質を直接導入する装置です。横河電機は2026年3月、SU10を用いて、外来遺伝子を含まないRNP型ゲノム編集用試薬をイネのカルスへ導入し、PDS（フィトエン不飽和化酵素）遺伝子の変異と表現型変化を確認したことを発表しています。 横河電機とインプランタイノベーションズの技術を組み合わせることで、植物細胞へのRNP導入における新たな選択肢が生まれ、研究開発用途の植物ゲノム編集受託試験サービスとしても提供可能になっています。 外来遺伝子を一切使わない植物のゲノム編集の実験に成功：https://www.yokogawa.co.jp/news/press-releases/2026/2026-03-13-ja/ インプランタサービス紹介「自動ナノデリバリー Precision Nano-Delivery」：https://www.inplanta.jp/research-services/genome-editing/nano-d ウイスカー超音波法とSU10によるナノデリバリーは、それぞれ適した細胞種や実験設計が異なります。細胞塊やカルスを対象に、比較的まとまった数の細胞へ処理したい場合にはウイスカー超音波法が有効です。一方で、特定の細胞や組織に対して、よりピンポイントにRNPを届けたい場合には、SU10によるナノデリバリーが強力な選択肢になります。 ただし、RNPを導入できれば、それだけで十分というわけではありません。 RNP編集では、編集因子遺伝子を植物に導入しないため、従来の形質転換マーカーのように「外来遺伝子が導入された細胞」を指標として選抜することができません。つまり、編集された細胞や個体をどのように見つけるかが、RNP編集を実用的な技術にするための重要なポイントになります。 この課題に対して、インプランタイノベーションズでは現在、RNP編集に適した「新しいスクリーニング技術」の開発を進めています。 これは、外来DNAの導入を前提とした選抜ではなく、非DNAマーカーによって目的の細胞や個体を見つけ出すための技術です。この手法で作出した細胞や再分化個体は、編集因子遺伝子をゲノムに組み込む工程を経ないため、従来の形質転換体とは異なるアプローチで実用化を目指すことができます。 開発は順調に進んでおり、近日公開予定です（Coming soon！）。 RNPを植物細胞へ導入する技術と、編集された個体を効率よく見つけ出す技術。この2つがそろって初めて、RNP編集は実用的な作物作出技術になります。 特に、編集効率が高くない系統や、再分化・交配・世代更新に時間がかかる植物では、スクリーニングの成否がプロジェクト全体を左右します。その意味で、RNP直接導入技術と、それに対応したスクリーニング技術の組み合わせは、今後の植物ゲノム編集において重要な技術基盤になると考えています。 以前のブログ「植物ゲノム編集のリアル」でご紹介したように、植物ゲノム編集では、編集そのものよりも、その後に使える個体を得ることが難しい場合があります。特に、最終的に品種として利用することを考えると、編集因子遺伝子を残さないこと、余分な交配工程を減らすこと、目的の編集個体を効率よく見つけることが重要になります。過去記事「植物ゲノム編集のリアル」：https://www.inplanta.jp/corporate/blog/4X_BIprq インプランタイノベーションズは、植物ゲノム編集でボトルネックになる課題を回避する技術を持っています。 RNPを植物細胞へ直接導入する技術。細胞種や目的に応じて導入方法を使い分ける技術。そして、編集された個体を効率的に見つけるためのスクリーニング技術。 これらを組み合わせることで、これまで難しかった植物種や品種に対しても、ゲノム編集による作物作出をより現実的なものにしていきます。 植物ゲノム編集に取り組みたいが、形質転換効率が低い。編集個体は得られるが、編集因子遺伝子を抜く工程が難しい。交配や世代促進に時間がかかり、品種化までの道筋が見えにくい。そのような課題がある場合は、ぜひ当社にご相談ください。ゲノム編集を「できる技術」から、「使える個体を作る技術」へ。私たちは、植物ゲノム編集の実装を支える技術開発と受託サービスを提供してまいります。