理化学研究所（理研）生命機能科学研究センター 冬眠生物学研究チームの小野 宏晃 研究員（研究当時）らの研究チームは、細胞表面の膜タンパク質に結合するペプチドをコンピュータで設計する新手法「EvoPRAISE（エボプレイズ）」を開発しました。この手法で設計したペプチドを、動物への遺伝子導入ツールであるアデノ随伴ウイルス（AAV）ベクターに組み込むことで、狙った細胞に結合しやすいAAVベクターを作製し、標的細胞へ効率よく遺伝子を届けることに成功しました。
本手法は、遺伝子導入が難しい生物種や組織、細胞の標的化を可能にするとともに、脳などを対象にした遺伝子治療用ベクターへの応用が期待されます。
AAVベクターはウイルスDNAとタンパク質の殻（AAVカプシド）から成り、カプシドが標的細胞の膜タンパク質に結合すると細胞内に取り込まれ、ウイルスDNA上の遺伝子が発現します。特定の膜タンパク質に結合するペプチドをカプシドに組み込むことで標的細胞を選択できるため、近年、人工知能（AI）によるタンパク質構造予測モデルを活用してペプチドを設計するAPPRAISE法が報告されました。しかし、APPRAISE法だけでは、標的膜タンパク質に十分強く結合できるカプシドを得られない場合がありました。
研究チームは、従来のAAVベクターでは届きにくい細胞や組織の標的化を目指し、APPRAISE法に遺伝子進化の考え方を組み込んだ「EvoPRAISE」を開発しました。この手法を用いて、冬眠モデル動物であるシリアンハムスターの脳に遺伝子を届けられるAAVベクターを設計しました。さらに、ヒト脳に発現する膜タンパク質に結合するAAVカプシドの設計にも成功しました。
本研究は、科学雑誌『iScience』2026年5 月15 日号に掲載されるのに先立ち、オンライン版（4月15日付）に掲載されました。