磁気制御が遺伝子をオンにすることができるという「野生の」主張に対する疑問

実際に機能すれば大きな進歩だ。韓国の研究者らは、細胞内の遺伝子を活性化する磁気制御スイッチを開発し、革新的な医療につながる可能性があると述べている。しかし、大手ジャーナルに掲載された結果は信じがたいものであり、ある画像が別の画像を反転しただけであるなど、論文には問題があると主張する人もいる。

現在の重要な問題は、独立したグループが結果を再現できるかどうかです。査読者の一人である物理学者アンドリュー・ヨークは、これは論文が出版される前に試されるべきだったと考えている。米国の研究機関に勤めるヨーク氏は、「この主張は非常に強力で、非常に乱暴で、あまりにも変化しているので、別の研究室にサンプルを送り、『はい、我々もそれを確認しています』と検証してもらうべきだ」と語ったが、非公開で話した。 「この文書は3年間審査されていたと思います。友好的な研究機関にサンプルを送るには十分な時間です。」

ソウルの東国大学の主任研究員ジョンピル・キム氏は、彼のチームがいくつかのバイオテクノロジー企業や他の研究機関と協力していると述べた。 「これらの共同データセットが今後の出版物で公開されることを期待しています。」

光に反応するタンパク質に基づく光遺伝学と呼ばれる技術を使用して、光でさまざまな生物学的プロセスを制御する方法がすでに存在します。これらの種類のタンパク質を生成するように細胞が遺伝子操作されると、光を使用して、たとえば神経細胞を発火させることができるようになります。たとえば、光遺伝学は研究で広く使用されており、特定の種類の失明の治療法としても試験されています。

光遺伝学の大きな欠点は、光が体内にあまり浸透できないことです。そのため、世界中のさまざまなチームが、磁場のような信号を使って生物学的プロセスを制御する方法を見つけようとしています。これは研究だけでなく医療にも多くの応用が期待できます。たとえば、治療用タンパク質を生成するように体内の細胞を操作し、磁気信号を使用して、いつ、どこで、どのくらいの量のタンパク質を生成するかを制御できるようになります。

有名な雑誌に掲載された記事で 細胞キム氏のチームは、人体のどの部分にも届く特定の磁気信号によって活性化されると、遺伝子組み換え細胞内の遺伝子を活性化できるスイッチを開発することにより、いわゆる磁気遺伝学を現実にしたと主張している。さらに、キム教授によると、この信号は、スイッチが遺伝子組み換えされていない限り、テストしたマウスにはいかなる種類の影響も検出できなかったことから、医療用途には安全であることが示唆されたという。

具体的には、キム氏のチームは、強度2ミリテスラの4キロヘルツの電磁方形波を細胞に印加し、1秒間に60回、つまり60ヘルツでオンとオフを繰り返した。論文によれば、この信号はシトクロムb5と呼ばれるタンパク質と相互作用することにより、1分弱の周期でカルシウムイオンの振動を引き起こしたという。言い換えれば、カルシウムイオンは約 50 秒に 1 回、各細胞内を往復したことになります。

電磁信号がどのようにシトクロム b5 に影響を与え、振動を引き起こすのかは明らかではありません。 「正確な生物物理学的メカニズムはまだ研究中です」とキム氏は言う。

この振動は、何らかの形で、と呼ばれる遺伝子の「オンスイッチ」、つまりプロモーター配列を引き起こします。 LGR4研究チームによると、プロモーター配列が挿入された遺伝子はすべてオンになるため、このプロモーター配列が他の遺伝子の前に配置されている場合、磁気によってもオンになる可能性があり、これは磁気的に活性化される遺伝子スイッチのように機能することを意味します。この論文では、このスイッチがマウスやヒトのさまざまな種類の細胞、およびマウスで機能することについて説明しています。

これが確認されれば大きな進歩となるだろうとヨーク氏は言う。 「哺乳類のシステムが電磁場にどのように反応するかについてすべてが変わります。」しかし彼にとって、60Hz 信号がほぼ 1 分間の周期で振動を引き起こすことは意味がありません。 「生物学的反応は信じられないほど信じられない」とヨーク氏は言う。

Kim 氏は、発振周期は信号の周波数によって決まるわけではないと言います。 「その後の振動は、外部刺激の周波数ではなく、細胞内の独立した内部シグナル伝達プロセスによって支配されます」と彼は言う。

カルシウム振動のサイズも非常に大きいとヨーク氏は言う。 「これは生理学的観点からすると非常に重要な反応です。気温が10度変化したと言っているようなものです。」これは細胞内のさまざまな生物学的プロセスに影響を与えるはずだとヨーク氏は述べているが、論文では、それは1つの遺伝子だけをオンにし、他の観察可能な影響はないと主張している。

キムはこれを拒否する。 「観測された信号の大きさは比較的控えめで、生理学的に管理可能な範囲内にとどまっています」と彼は言う。

ある実験では、研究者らは電磁スイッチを発光タンパク質の遺伝子に結び付けた。ハーバード大学のアダム・コーエンは、論文の図S1Jは、スイッチがオンになる何時間も前に改変されたセルが点灯し始めることを示しているようだと指摘した。しかし、キム氏は、これは「曲線平滑化プロセスによって引き起こされる計算上のアーチファクト」であると述べています。

PubPeer という Web サイトで、Yong-Chang Zhou というコメント投稿者は、記事の図 S5P で、ある画像が別の画像の反転バージョンのように見えると投稿しました。科学的違法行為の解明を専門とするエリザベス・ビック氏は、「ミラーリングは通常、同じサンプルの写真を複数枚撮影するときに起こるものではない」と言う。

「図 S5P で、データ作成中にコントロール画像が複製されていた事務的なミスを特定しました。 [quality-control] 現在、正式な修正を行っております。 細胞 正しい生データに置き換えます。この見落としは研究の科学的結論に影響を与えるものではありません」とキム氏は言う。

新しい科学者 の編集者に尋ねた 細胞 コメントを求めたが、まだ返答は得られていない。