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英国の研究所がCOVID-１９の遺伝子情報を世界に提供（和訳）
British Labs Supply the World with Genetic Information about COVID-19
Jan. 24, 2022
英国の科学者は、コロナウイルスの症例ごとにゲノム配列を決定する、迅速かつ低コストのプロセスを開発しました。
※ genome sequencing： 【dʒíːnoum síːkwənsiŋ 】
イギリスは現在、COVID-１９の配列決定において世界をリードしています。これは、公衆衛生当局が新型の拡散を追跡し、ワクチンを開発し、移動制限が必要な時期を決定するのに役立ちます。
ケンブリッジのサンガー研究所と英国の他の研究所の研究者たちは、新たな使命を担っています。彼らは、自分たちが学んだことを世界中の科学者と共有しています。
オミクロン変異種が多くの国で広がっていることは、世界的な協力の必要性を示している、とユアン・ハリソン氏は言います。彼はサンガーのトップ研究者です。
オミクロンはアフリカ南部の科学者たちによって最初に発見され、彼らはすぐに世界中に知らせ、当局に準備する時間を与えました。
ウイルスの危険な突然変異はどこででも起こりうるので、科学者は皆を守るためにその進展を常に監視しなければならないとハリソン氏は言います。
「個々の国や世界の一部にフェンスを張り巡らすようなことはできないのです。そんなことはできないからです。」と彼は言います。
ケンブリッジ大学のシャロン・ピーコック教授は、パンデミックの初期にウイルスの塩基配列を決定することの重要性を理解していましたし、配列決定がウイルスとの戦いに重要であることを知っていました。彼女はイギリス政府の資金を受け、COVID-１９ゲノミクスUKコンソーシアムとして知られる科学者、研究所、検査センターの全国組織を立ち上げました。
このコンソーシアムは現在、世界中で遺伝子配列解析に関する知識を深めるために活動しています。発展途上国の研究者のためのトレーニングプログラムを構築しています。このプログラムには、情報共有や公衆衛生当局との連携に関するオンラインクラスが計画されています。目標は、研究者がCOVID-１９ウイルスの塩基配列決定のための国家プログラムを構築するのを支援することです。
同グループは、「世界的に配列決定へのアクセスに不公平がある」と述べ、この不平等な状況を終わらせたいと付け加えています。
研究者たちは、このウイルスの症例をできるだけ多く配列決定することによって、懸念される変種をできるだけ早く特定したいと考えています。そうすれば、ウイルスの拡散を追跡して、保健当局に早期に警告を与えることができます。
英国は、米国を除くどの国よりも多くのCOVID-１９の塩基配列を世界中の研究者に供給しています。また、どの大国よりも多くの症例の塩基配列を決定しています。
GISAIDによれば、英国の研究者は報告された症例の約１１パーセントにあたる約１６８万件の配列を公開しているといいます。GISAIDは、ウイルス情報を迅速に共有するために活動している国際組織です。
過去２年間、イギリス各地の研究所は、COVID-１９ウイルスの収集と研究のプロセスを改良してきました。
その結果、各ゲノムの検査コストを５０％削減することができました。また、シークエンスにかかる時間も３週間から５日に短縮されたと研究グループのウエルカム・サンガー氏が言っています。
シークエンス能力を高めることは、パイプラインを作るようなものだ、とエリック・トポル博士は言います。カリフォルニア州サンディエゴにあるスクリプス研究所の革新的医学の責任者です。高価なシーケンサーを購入するだけでなく、各国はシーケンサーに使用する反応性化学物質を供給する必要があります。また、その作業をするために、配列を理解する訓練を受けた人材も必要です。さらに、情報を迅速に共有するためのシステムも必要です。
これらのニーズを満たすことは、米国を含む多くの国にとって困難です。
「中低所得国の多くは配列決定能力を持っておらず、特に合理的なターンアラウンドタイムを持っていません。ですから、ウエルカム・センターから援助の手が差し伸べられるというのは、素晴らしいことです。我々にはそれが必要なのです。」
ウイルスのサンプルが国内各地から届く。研究室のアシスタントが慎重に遺伝子材料を準備します。そして、各サンプルに固有のDNAを読み取るシークエンス機器に入れます。科学者たちはその情報を調べ、他のゲノムと比較し、突然変異を追跡します。彼らは、ウイルスがどのように発展しているかを知りたいのです。
COVID-１９は常に変異しているので、ワクチンに対して耐性を持つような新しい、より危険な変異体を探すことが重要だ、とハリソン氏は言います。この情報は、研究者が既存のワクチンを変更したり、このウイルスに対抗する新しいワクチンを作ったりするのに役立つでしょう。
ハリソン氏は南アフリカがオミクロン変異体について迅速に世界に知らせたことを賞賛しました。しかし、他の国々は渡航を制限し、南アフリカ経済に害を与えるという罰を与えたといいます。すべての国が処罰を恐れずに新しい変異体情報を公表することが許されなければならない、と彼は言っています。
British Labs Supply the World with Genetic Information about COVID-19
British scientists have created a fast, less costly process for genome sequencing each coronavirus case they examine.
Britain is now a world leader in COVID-19 sequencing. This helps public health officials follow the spread of new variants, develop vaccines and decide when restrictions on movement are necessary.
Researchers at the Sanger Institute in Cambridge and other laboratories in Britain have a new mission. They are sharing what they have learned with scientists around the world.
The Omicron variant now spreading in many countries shows the need for worldwide cooperation, said Ewan Harrison. He is a top researcher at Sanger.
Omicron was first found by scientists in southern Africa who quickly informed the world and gave officials time to prepare.
Since dangerous mutations of the virus can happen anywhere, scientists must continually watch its development to protect everyone, Harrison said.
“We can’t just kind of put a fence around an individual country or parts of the world, because that’s just not going to cut it,’’ he said.
Cambridge University Professor Sharon Peacock understood the importance of sequencing the virus early in the pandemic. She knew sequencing would be important to fighting the virus. She received British government money for a national organization of scientists, laboratories and testing centers known as the COVID-19 Genomics UK Consortium.
The consortium is now working to increase knowledge of sequencing around the world. It has built training programs for researchers in developing countries. The programs include planned online classes on information sharing and working with public health officials. The goal is to help researchers build national programs to sequence COVID-19 viruses.
“There is inequity in access to sequencing worldwide,” the group said, adding that it wants to end the unequal situation.
By sequencing as many cases of the virus as possible, researchers hope to identify variants of concern as quickly as possible. They can then follow their spread and give early warnings to health officials.
Britain has supplied more COVID-19 sequences to researchers around the world than any country other than the United States. It has also sequenced a bigger percentage of its cases than any large nation.
Researchers in Britain have released about 1.68 million sequences, or about 11 percent of reported cases, said GISAID. GISAID is an international organization that works for quick sharing of virus information.
Over the past two years, labs around Britain have refined the process of gathering and studying COVID-19 viruses.
This has helped cut the cost of examining each genome by 50 percent. It has also reduced the time is takes to sequence from three weeks to five days, said the research group Wellcome Sanger.
Increasing sequencing ability is like building a pipeline, said Dr. Eric Topol. He is head of innovative medicine at Scripps Research in San Diego, California. In addition to buying costly sequencing machines, countries need supplies of reactive chemicals for the machines. They also need trained people to do the work and who understand the sequences. They also need systems to share the information quickly.
Meeting those needs has been difficult for many nations, including the U.S. It is even harder for developing nations, Topol said.
“Many of these low- and middle-income countries don’t have the sequencing capabilities, particularly with any reasonable turnaround time,” he said. “So, the idea that there’s a helping hand there from the Wellcome Center is terrific. We need that.”
Virus samples arrive from around the country. Lab assistants carefully prepare the genetic material. It is placed into the sequencing devices that read each sample’s unique DNA. Scientists then examine the information and compare it with other identified genomes to follow mutations. They want to see how the virus is developing.
Because COVID-19 mutates all the time, it is important to look for new, more dangerous variants that might be resistant to vaccines, Harrison said. This information will help researchers change existing vaccines or create new ones to fight the virus.
Harrison praised South Africa for quickly informing the world about the Omicron variant. But other countries, he said, punished South Africa by restricting travel and harming its economy. All nations must be permitted to publish new variant information without fear of being punished, he said.
Words in This Story
genome –n. the entire set of genetic instructions found in a cell
sequencing – n. a process of finding out the order of the amino acids forming the genetic material of an organism
variant – n. something that is different in some way from others of the same kind
mutation – n. a permanent change in the genes of an organism
consortium – n. a group of people or companies that agree to work together
access –n. the ability to get something, enter a place or meet someone
refine – v. to improve (something) by making small changes
sample –n. a small amount of something that is used to give information about what it was taken from
unique – adj. used to say that something or someone is unlike anything or anyone else
Genome Gene DNA
全ての生物は、それぞれの体内にその生物を形づくるために必要な「設計図」のようなものを持っています。
設計図は、細胞の中にあるDNA (デオキシリボ核酸)からできており、ヌクレオチド分子の並びで表わされ、生物の「形や性質」(形質)を決める全遺伝情報が書き込まれています。
DNAは、デオキシリボ核酸の英語名 (Deoxyribonucleic Acid)の略称です。
DNA配列が生物の設計図（遺伝情報）の役割をしていますが、すべてのDNA配列が遺伝情報を持っているわけではなく、遺伝情報を持っている部分と持っていない部分があります。遺伝情報を持っている部分のことを「遺伝子」と呼びます。
DNAは、デオキシリボースと呼ばれる糖と、リン酸および塩基からなるヌクレオチド分子が１単位となり、それがいくつも鎖状に連なって（１本鎖DNA）できた酸性物質です。
DNA (Deoxyribonucleic acid) が、ゲノムを構成しており、生物の遺伝情報を保持している鎖状の高分子です。DNA分子はその構成単位であるヌクレオチドが鎖状に長くつながり、２本の鎖が撚り合わさったらせん構造（これを２重らせんと呼びます：左図）をしており、２本一組で一個の分子になっています。遺伝子はこのDNA分子上のそれぞれの区画です。DNA分子にはたくさんの遺伝子があります。
「ゲノム（genome）」とは"gene（遺伝子）"と集合をあらわす"-ome"を組み合わせた言葉で、生物のもつ遺伝子（遺伝情報）の全体を指す言葉です。その実体は生物の細胞内にあるDNA分子であり、遺伝子や遺伝子の発現を制御する情報などが含まれています。タンパク質は、遺伝子の情報をもとに転写・翻訳という過程を経て作られます。ゲノムとは、親から子へDNA配列として受け継がれている生物の形質を決定するために必要な、ひと揃いの遺伝情報のことです。
まとめると
ゲノムとは「すべての遺伝情報」という意味。
DNAが塩基などから成る「物質」であるのに対して、ゲノムはそのDNAの塩基配列のすべてを読み取った結果の「情報」。
染色体： 顕微鏡で見える。DNAが巻かれて折りたたまれて形作られているもの。
DNA ：２重らせんの間に塩基が並んだもの（塩基配列）。
塩基：Ａ・Ｔ・Ｇ・Ｃの４種類がある。
遺伝子：タンパク質を作るときのアミノ酸の順序を指定する情報。DNAの塩基の並び方で表されている。
ゲノム：ある細胞のDNAすべての情報。塩基の並び方で表されている。
参考
ゲノムとは？ | バイオテクノロジー | 製品評価技術基盤機構
