プロモーター配列を持たないDNAオリゴヌクレオチドからサプレッサーtRNAが発現 ― 早期終止コドンを読み飛ばす新たな手法、ナンセンス変異疾患への応用に期待―

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2026-10-08 国立遺伝学研究所

国立遺伝学研究所の山本悠研究員らの研究チームは、プロモーター配列を持たない短い一本鎖DNAオリゴヌクレオチドから、機能するサプレッサーtRNAを細胞内で産生させ、遺伝子変異によって生じる早期終止コドンを読み飛ばす新たな技術を開発した。ナンセンス変異では、タンパク質合成の途中に終止コドンが生じるため、正常な機能を持つタンパク質が作られないことがある。研究チームは、サプレッサーtRNAの配列を含むDNAオリゴヌクレオチドを培養細胞に導入し、細胞内でtRNAが産生されること、さらに早期終止コドンを読み越してタンパク質合成を継続させ、タンパク質の機能を回復できることを示した。また、この産生過程にはRNAポリメラーゼIIIによる転写が関与することを明らかにした。従来の核酸治療では、核酸の安定性や細胞・組織への送達が課題となっている。本技術は、ナンセンス変異に起因する遺伝性疾患に対する新たな治療法の開発につながる可能性がある。ただし、現段階では培養細胞での成果であり、生体内での有効性や安全性の検証が必要である。

プロモーター配列を持たないDNAオリゴヌクレオチドからサプレッサーtRNAが発現 ― 早期終止コドンを読み飛ばす新たな手法、ナンセンス変異疾患への応用に期待―
図:本研究の概略図。

<関連情報>

サプレッサーtRNAをコードするDNAオリゴヌクレオチドは、早期終止コドンの読み飛ばしを誘導する DNA oligonucleotides encoding suppressor tRNA induce readthrough of premature termination codon

Haruka Yamamoto ∙ Peixin Zhu ∙ Keisuke Yonehara
Molecular Therapy  Published:September 23, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.omtn.2026.103110

Abstract

Nonsense mutation is a type of DNA mutation that converts sense codon in mRNA into premature termination codon (PTC), causing protein truncation. Recent studies have revealed that suppressor tRNAs, which read the stop codon instead of the natural codon and encode the desired amino acid, induce PTC readthrough and restore protein function. However, RNA is prone to degradation, presenting numerous challenges for tissue delivery in gene therapy. Here, we show that DNA oligonucleotides encoding suppressor tRNA sequences but without additional Pol III promoters induce PTC readthrough in cultured cells. Sequence-matched microRNAs specifically inhibited PTC readthrough mediated by the transfected DNA oligonucleotides. Furthermore, treatment with an RNA Pol III inhibitor significantly reduced DNA oligonucleotide-mediated PTC readthrough. These findings support the conclusion that functional suppressor tRNAs are transcribed from DNA oligonucleotides in cultured cells. These results suggest that DNA oligonucleotides hold potential as a novel therapeutic approach enabling suppressor tRNA expression for nonsense mutation repair.

細胞遺伝子工学
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