遺伝子組換え作物

高校生物　　ゲノムテクノロジー　遺伝子組換え作物　　　　池田博明

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DNA　from　THE　BEGINNING
http://vector.cshl.org/dnaftb/

連鎖と組換え

科学史

　　　遺伝子概念の変遷

　　「遺伝子」とは何か。時代とともにその見方は変化し，複雑化してきている。遺伝子概念を歴史的に扱った著作，ジャン・ドゥーシュ『進化する遺伝子概念』（みすず書房）を参考にふり返ってみよう。ただし，以下はドゥーシュの著作の要約ではない。　

　　A．メンデル以前

　「遺伝的」という用語は財産や地位について使うもので生物学上の用語ではなかった。生物学的に「遺伝」概念を用いたのは，黒人家族に生まれたアルビノについて報告した18世紀のモーペルチュイと思われる。その後，植物育種家たちは雑種における形質の伝達に注意を向けている。栽培植物や家畜の変化に注目したダーウィンもそのひとりであった。ダーウィンはキンギョソウで二つの品種の交雑実験も行っており，雑種どうしの自家受精で88：37というほぼ3：1の分離比を得ていた。しかし，わずかに（2株）生じた中間型や当時の混合遺伝の観念が解釈を困難にした。混合遺伝とは父親の体液と母親の体液が受精で混合し，子供は両親の中間的となるという理論である。この理論では親の形質は世代を重ねるにつれて薄まってしまう。1889年にド・フリースは『細胞内パンゲネシス』のなかで，遺伝の担い手として粒子を提唱し，ダーウィンにならってそれをパンゲンと呼んだ。染色体や配偶子における染色体減数の発見があり，時代はメンデルの遺伝の粒子説を受け入れる準備ができつつあったのである。

　Ｂ．メンデルの再発見

　メンデルは遺伝現象を説明するために本質的な区別を導入した。後に表現型（phenotype）と遺伝子型（genotype）と呼ばれるようになった区別である。メンデルの用語では形質と因子である。英語ではcharactersとelementsである（複数形である。メンデルの原論文はドイツ語）。また，存在を仮定された因子を表すのにアルファベット記号を用いた。
　メンデルの論文を再発見した三人，ド・フリース，コレンス，チェルマックとともに遺伝学に重要な貢献をした人物にイギリスのベイトソンがいる。彼は1900年5月にド・フリースの再発見の論文を読んで衝撃を受け，予定の園芸学協会での講演内容を変えただけでなく，鶏のとさかの遺伝で動物における形質の分離を初めて証明し，メンデル遺伝学の宣伝者となった。ベイトソンが導入した用語には遺伝学（Genetics），対立遺伝子（allele），ホモ接合体（homozygote），ヘテロ接合体（heterozygote）のほか，PやF1といった記号も彼の発案である。ベイトソンが表現型と遺伝子型の違いを明瞭にしたことも重要であった。植物学者ヨハンセンはダーウィンのパンゲン（pangene）を元にして遺伝子（gene）という用語を導入した（1909年）。
　メンデル遺伝が広まるなか，ひとつの遺伝因子がひとつの形質を生じさせるという単位形質の誤解も広まっていった。当初から批判もあったこの考え方はいまでも根強く残っている。　

　　C．染色体上の遺伝子

　モーガンは遺伝の研究に飼育しやすさと多産性を理由にキイロショウジョウバエを選んだ。染色体数が少なかったことも好都合だった。モーガンは白眼の変異体オスを発見し，その交雑結果からメンデル遺伝の正しさとサットンの遺伝子の染色体説の正しさを確信した（1910年）。サットンはメンデル遺伝と関連して染色体と減数分裂の意義を説明していたのである（1902-1903年）。
　モーガン自身の「遺伝子」概念は分割できない「原子」のようなものだったが，彼自身と共同研究者の染色体地図や突然変異体の研究によって，その単純な概念は不適切なものになっていた。つまり，同一の野生型対立遺伝子に対して，一連の複数の変異型対立遺伝子が得られていた。たとえば白眼の遺伝には多数の変異型遺伝子が関係していた。マラーの放射線による遺伝子突然変異の誘発が画期的な成果をもたらした。
　遺伝子がシス（AB／ab）の位置とトランス（Ab／ａＢ）の位置で表現型が異なる位置効果も発見され，染色体上に遺伝子が局在するというモーガンの「遺伝の染色体説」に疑問を投げかける研究結果も発表されていた（これらの矛盾は，後の分子遺伝学によって解決されることになる）。バーバラ・マクリントックはトウモロコシの斑入りの遺伝で遺伝子が転移する現象を発見した（1950-1953年。後のトランスポゾン）が，遺伝子の安定性（安定性なくしては染色体地図の作成など出来ない）を否定する内容だったため，当時は認められなかった。

　　Ｄ．一遺伝子一酵素説

　モーガンの研究室で学んだエフリッシュとビードルはショウジョウバエで注目すべき実験を行った。野生型の眼の赤褐色は赤色と褐色の色素によるものだが，遺伝子の変異体の眼の原基を腹部に移植して発生させる技術によって，色素の反応経路が色素源→褐色色素→赤色色素と合成され，遺伝子が各反応を支配していることが分かったのである。エフリッシュは遺伝子が反応を触媒している酵素に対応していると考え，「一遺伝子一酵素」という仮説を提示した。ビードルはハエよりも生化学的な変異体を簡単に得られる生物でその仮説を検証しようと考え，アカパンカビを選んだ。ビードルとテータムはカビの栄養要求性が一つの遺伝子の支配下にあることを示した（1944年）。遺伝子と代謝の関係を結びつける画期的な実験であった。ちなみに，医師ガロッドのアルカプトン尿症の報告は忘れられていた。　

　　Ｅ．原核生物の遺伝学

　細菌や細菌に感染するウィルスであるファージの遺伝的現象に生物学者が取り組み始めたのは1940年代である。1937年アメリカに逃れたドイツ出身の物理学者デルブリュックは微生物学者ルリアと協力して，1943年「ファージ研究グループ」を作った。グループは微生物の遺伝学に精力的に取り組み，レーダーバーグとテータムは大腸菌が接合によって遺伝物質を交換しうることを発見した（1946年）。ファージの遺伝学に興味を持ったベンザーは，Ｔ4ファージの変異体の遺伝子地図を完成させ（1955，1959，1961年），単一と思われていた遺伝子が二つの部分に分かれることを発見した

　　Ｆ．遺伝物質ＤＮＡ

　グリフィスが1922年に形質転換を発見した肺炎菌を用いてエィブリーが遺伝物質をDNAであると証明したのは，1944年であった。ファージ研究グループの一員ハーシーは助手のチェイスとT2ファージを用いて遺伝物質がDNAであることを確定した（1952年）。DNAの分子構造は1953年にワトソンとクリックによって明らかになり，1962年までにタンパク質の暗号になっている塩基配列のコドンも明らかになった。遺伝子は遺伝情報と理解されるようになった。

　　Ｇ．オペロン説

　フランスのパスツール研究所のジャコブとモノーは1961年，「タンパク質の合成における遺伝的制御機構」という論文でオペロン説を発表した。大腸菌のラクトース合成系でタンパク質を合成する構造遺伝子の他に，構造遺伝子の発現を調節している制御遺伝子があると提唱した。制御遺伝子にはトランスの位置にあるリプレッサーと，シスの位置にあるプロモーター（ないしはオペレーター）の2種類がある。リプレッサーは構造遺伝子から離れているが，プロモーターはすぐ近くにある。　それ以前の研究では，遺伝子の発現はタンパク質の合成に対応していた。しかし，オペロン説によって，遺伝子の発現制御も遺伝的に決定されていることが証明されたのである。ジャコブとモノーは遺伝学にプログラムという概念を導入した。遺伝的プログラムという概念は発生遺伝学においてその後，大いに利用されることになる。さらにラクトースの有無という培地のいわば環境要因が異なったプログラムを誘導するという事実は，遺伝子が環境との相互作用を行っていることも示していた。

　Ｈ．原核生物と真核生物の遺伝子

　大腸菌など原核生物・細菌の染色体は環状であった。ウイルスの遺伝子は環状DNAだったり，1本鎖RNAだったりと多様であった。自身の開発したDNA塩基配列決定法でサンガーが明らかにしたφX174というウイルスの環状DNA遺伝子は驚くべき事実を明らかにした（1978年）。遺伝子のなかに別の遺伝子が重なって入っていたのである。つまり塩基配列が二度読みされていたのだ。B遺伝子はすっぽりA遺伝子内にあり，E遺伝子も完全にD遺伝子内部にあった。それまでは遺伝子は重複できないものと決めつけられていたのだが，ウイルスではあるものの遺伝子が重複するという例もあったのだ。
　これに対し，真核生物では転写されたmRNAの一部が編集されることが発見された。捨てられる配列はギルバートによってイントロンと名付けられた（1978年）。最初にアデノウイルスでイントロンを発見したのはシャープとロバーツだった（1977年）。真核生物のDNAは一度転写された後，スプライシングという編集過程を経てイントロンが切り棄てられてエクソン同士がつながり，mRNAとなって翻訳されるのであった。研究が進むと，イントロンとエクソンの選択が変えられることによって，DNAの同じ配列から共通部分と異なる部分を含む異なったタンパク質ができる例が発見された。同一の遺伝子から多数のさまざまなポリペプチドができる例があるのだ。必ずしも一遺伝子一酵素ではなかったのである。例えば，ショウジョウバエのDscan遺伝子では選択的スプライシングにより，理論的には3万種以上のｍRNAが作られる可能性があり，実際に74種類が単離されて確認されている（2004年）。DNA上の遺伝子の区切りは曖昧になった。イントロンはコード領域（転写される領域）だけではなく，非コード領域にもあるからだ。

　　Ｉ．エボデボ（進化発生学）

　20世紀前半の発生学者は遺伝子がすべてを決定すると考える前成説的な遺伝学者に対して批判的だった。細胞が分化するという事実を遺伝子とどう折り合わせていいのか．不明確だったからである。
　しかし，ブレイクスルー的な研究が現れた。ホメオティック遺伝子の発見である（1980年）。ルイスはショウジョウバエのホメオティック変異である双胸の変異が幼虫でも観察できることに注目していた（1978年）。ルイスによって開発された幼虫の表現型を観察する技術を使って，ニュスライン＝フォルハルトとヴィーシャウスは百以上の変異体を単離して分類し，体節形成に関わる遺伝子が相互作用による遺伝的カスケードをなしていることを明らかにしたのである。ホメオティック遺伝子がコードするのは転写因子となるタンパク質である。この制御因子となるタンパク質の遺伝子のカスケードによって，ひと続きの発生過程がつくりあげられている。1984年にショウジョウバエのホメオティック遺伝子群のDNA配列が明らかにされ，それらの遺伝子が染色体上で並んでいるばかりでなく，相同であることもわかった。つまりそれらの遺伝子は遺伝子重複によって生じたのである（ルイスの仮説が証明された）。遺伝子に共通の配列モチーフはホメオボックスとよばれ，マウスやヒトなど多くの動物にも含まれていることが明らかとなった。ホメオボックスの発見は遺伝学と発生学，進化学の新たな統合を生みだし，それらの学問はエボデボ＝進化発生学と呼ばれている。

　　J．ゲノム解読

　DNAの塩基配列決定法が確立すると，生物の持つDNAの全配列を読もうという試みがなされてくる。コンピュータの発展により次世代シーケンス解析の読みとり速度は信じられないほど早くなってきた。ヒトの全ゲノムを読みとる計画も実行され，2003年に終了した。その結果，ヒトゲノムには約22,000の遺伝子が存在するだけであった（ショウジョウバエは約13,600，線虫は約19,000）。しかもDNAのうち，たった5％だけがコード領域であった。非コード領域にどのような制御因子が含まれているのかに関心が集まっている。

　　K．ＲＮＡの役割

　1970年，ボルティモアとテミンは独立に逆転写酵素を発見した。これはウィルスのRNAからDNAを合成できる酵素である。やがて，逆転写がウィルスだけに限定された例外ではないことがわかってくる。例えば，真核生物の染色体末端を複製するのに必要なテロメラーゼという酵素の成分でもあった。　線虫の発生を研究していたアンブロスと共同研究者たちは，小さなRNAが変異体の遺伝子を抑制するのに働いていることを発見した（1993年）。1998年，ファイアーとメローは線虫において2本鎖RNAの注入によって配列が対応する遺伝子の発現が低下すること，いわゆるRNA干渉を発見した。
　RNAが遺伝子発現の調節に果たす役割は予想以上に大きいことがしだいにわかってきている。

　　L．エピジェネティクス

　真核生物では，DNAはタンパク質ヒストンとともに染色体をつくっている。遺伝子活性の制御のためにはクロマチンがゆるんで，転写因子などが直接結合できるようになる必要がある。これをクロマチン構造が「オープン」な状態という。DNA塩基のシトシンにメチル基が結合する修飾（DNAのメチル化）を起こすことで塩基配列を変えずに「クローズ」する制御が可能になる。たとえば神経細胞が一生涯，神経細胞のまま分化の遺伝子がオフであるのはDNAのメチル化のためなのである（バード，1985年）。これまで神経系の難病は治療不可能とされてきたが，DNAのメチル化をはずせば治療の可能性も出て来た。エピジェネティクスは，例えば妊娠初期の1～3か月に飢饉など栄養不良を体験した母親から生まれた娘の子供が肥満傾向の赤児を産むといった，世代を超えた遺伝現象に適用されることが多かった。細胞外の条件がDNAの制御に影響するという事実は，転写制御の多様性とあいまって遺伝情報という概念を拡張するものだといえよう。発生学者のギルバートとイーペルはエコデボ（生態進化発生学）を提唱している。

【参考文献】
　ジャン・ドゥーシュ，『進化する遺伝子概念』（みすず書房，2015），
　タマリン，『遺伝学』（培風館，1988），
　Levine, L., Papers on Genetics. A book of Readings. 1971, The C.V.Mosby Company.
　中村禎里編，『20世紀自然科学史7生物学（下）』（三省堂，1983），
　ギルバート＆イーペル，『生態進化発生学』（東海大学出版会，2012），
　ギルバート，『発生生物学』（MSI，2015）．
　キャリー，『エピジェネティクス革命』（丸善，2015）．

科学史
　　ゲノムテクノロジー　

　遺伝子工学（バイオテクノロジー）の技術と成果は，現在ではゲノムテクノロジーという呼称がふさわしい状況になっている。ゲノムテクノロジーは主にゲノム研究の成果を医療分野で応用しようという観点からアメリカで立案された。日本では日本学術振興会が2011年から2016年までゲノムテクノロジー第164委員会を立ち上げて，ヒトゲノムおよび医科学中心だが，他のバイオテクノロジー分野も射程に入れて技術基盤の整備と体制の確立に力を入れてきた。ゲノムテクノロジー前史に当るDNAを人為的に操作する技術の歴史をふり返っておこう。

　　A．DNAポリメラーゼの発見

　　DNAの生合成経路に興味を持ったコーンバーグは，大腸菌から得た酵素混合液に放射性のヌクレオチドを加えた結果，DNA鎖にヌクレオチドを新しく加える酵素を発見し，DNAポリメラーゼと命名した（1955年）。1959年にコーンバーグは，グーリアンと共同で人工DNAの合成に初めて成功した（1967年）。

　　B．逆転写酵素の発見

　DNAの塩基配列（シークエンス）を鋳型にしてｍRNAが合成される反応が転写，RNAを鋳型にしてDNAが合成される反応が逆転写である。逆転写酵素の存在をテミンと水谷哲，独立にボルティモアがラウス肉腫ウィルスRSVというRNA遺伝子をもつレトロウイルスで証明した（1970年）。RSVの逆転写酵素はRNAを鋳型にして宿主細胞のDNAに組み込む遺伝子を合成する。組み込まれた遺伝子のなかの肉腫遺伝子が発現すると宿主細胞はがん化する。逆転写酵素はその応用として作りたいタンパク質をコードするｍRNAを鋳型とするcDNAの合成に用いられるようになった。cDNAはプラスミドやファージに組み込まれて大腸菌に目的のタンパク質を作らせる。

　　C．制限酵素の発見

　1960年代，アルバーはバクテリオファージに感染しない細菌の変異株を分離した。そのしくみを調べてみると，細菌は注入されたウィルスDNAをずたずたに切断する酵素を持っていることが分かった。これが制限酵素である。耐性菌自身のDNAはメチル化されることで制限酵素から保護されていた。この制限酵素はファージの特定の塩基配列を認識するが，切断するのは認識部位から離れた非特異的な部位であり，このような制限酵素をⅠ型制限酵素と呼ぶ。
　1970年，DNAの特定の塩基対を正確に切断する別の制限酵素が見つかった（スミスによる）。こちらをⅡ型制限酵素と呼ぶ。例えば，大腸菌のEcoRI（イコアールワンと読む）という制限酵素であれば，GAATTCのGとAの間のみを切断する（ボイヤーによる発見）。相補鎖の端部も切断されるので2本鎖の切断面はまっすぐではなく，それぞれ飛び出している。バーグとメルツはこのとび出した付着末端が靜電気力で引きあうことを発見した。これらのDNA断片は酵素DNAリガーゼを用いることで再結合できる（リガーゼは1967年にコラーナが発見した）。
　コ－エンとボイヤーは，さっそくEcoRIで切断したプラスミドに別のプラスミドの耐性遺伝子を結合させた組換えプラスミドを大腸菌に導入した。大部分の大腸菌は死んだが，生き残った大腸菌は人工プラスミドを持っていた（1973年11月）。さらに黄色ブドウ球菌のプラスミドが持つペニシリン耐性遺伝子を，導入した大腸菌で働かせることにも成功した。
　人類はDNA用の「はさみ」（制限酵素）と「のり」（リガーゼ）を手に入れたのである。その後，1200種類以上の異なる部位を切る制限酵素が知られてきた。

　　D．アシロマ会議

　　組換えDNA技術の開発者のひとりバーグは1974年7月に「危険に関する問題が解決するまで，この実験は中止すべきである」というアピールをNatureやScienceなどに発表した。1975年2月，カリフォルニア州アシロマで遺伝子工学にまつわる危険性についての会議が開かれ，十数か国90人の科学者と法律家・報道関係者約60人が集まった。会議後の6月に米国国立衛生研究所（NIH）から，遺伝子組換え技術に関する厳しいガイドラインが発令された。大腸菌のバイオ安全株の使用や，研究施設の実験に応じたセーフティレベルが設定され，遺伝子組換え生物の拡散防止指針（物理的封じ込めP1～P4と生物的封じ込めEK1～EK3）が策定された。この指針はその後の他の国の指針づくりでも参考にされた。NIHの規定は1980年代，2004年に見直され，だいぶ緩和されている。 1975年は，ボイヤーがスワンソンと共に遺伝子組換えによる薬品開発を目的とするジェネンテック社を設立した年である（2009年にロッシュ社に買収された）。

　　E．プロテイン・エンジニアリング

　　細胞外から持ち込んだ外来遺伝子で大腸菌にヒトで有用なタンパク質を合成させることができるものなのだろうか。1977年，板倉啓壱とリッグスはプラスミドを利用して大腸菌に化学合成したソマトスタチン・シークエンスを取り込ませ，ヒトの視床下部ホルモンの一種ソマトスタチンを合成させることに成功，2年後の1979年にはインスリンを合成させることにも成功した。このような遺伝子組換え技術を応用して微生物に有用タンパク質を作らせるプロティン・エンジニアリング（タンパク質工学）の方法が確立したのである。その後，開発されたベクター（遺伝子の運び手）にはλファージがある。外来遺伝子を動物細胞に持ち込む方法としては（ア）そのまま入れる，（イ）マイクロインジェクション（超細い毛細管で核に注入），（ウ）レトロウイルスを利用する等が工夫されている。

　　F．塩基配列の読みとり法

　1973年のコーエン＆ボイヤーの遺伝子組換え実験の当時，DNAのシークエンスを読み取る技術がなかった。しかし，1975年から1977年にかけて，DNAシークエンスを素早く決定するための原理の異なる方法が完成した。マキサム＆ギルバート法とサンガー法である。21世紀に入ると，次世代シーケンサーによる新しい手法が開発された。各塩基に色をつけ，1塩基伸長するたびにデジタル画像を撮影してその色を解析していくというものである。従来の方法では解読に何十年もかかっていたヒトゲノムが1週間で読み終えるほど進歩してきている。

　　　G．ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）

　　研究対象のDNA量が少なければ研究の効率は上がらない。DNA量を増幅する技術が，マリスが工夫したポリメラーゼ連鎖反応（PCR＝Polymerase Chain Reaction）である。原理は単純でDNAの材料となるヌクレオチド3リン酸の液に複製したい鋳型のDNAと複製のきっかけとなるプライマーを入れて，DNAポリメラーゼで相補的なDNA鎖を合成させる。その際に液温を制御し，高温でのDNA鎖の分離，低温での新鎖の合成を繰り返す。20回の複製で最初の量の100万倍になるという計算である。普通の大腸菌のDNAポリメラーゼでは熱に弱いため，実験に使えなかった。
イエローストーン国立公園の熱水.噴出孔で発見された好熱性細菌Thermus aquaticusから得られたタックポリメラーゼを使うことで繰り返しの高温に耐えることが出来た（1985年）。

　　　H.　ノックアウトマウス

　大腸菌にはイントロンはないから，ヒトから採ったDNAをそのまま大腸菌に入れても有用なタンパク質はできない。これを防ぐには成熟したｍRNAから逆転写酵素でｃDNAを作り，これを制限酵素で切断してプラスミドに組み込めばよい。そうして作ったタンパク質が例えば新薬として有効でない場合もある。その薬の受容体が細胞内にあるとしたら，タンパク質は細胞膜を透過できないから効果がない。できあがったヒトタンパク質を修飾して仕上げる酵素を大腸菌は持っていないし，ヒトタンパク質には大抵の場合，糖が結合しているが大腸菌にはこの糖を結合させる働きがない，といった問題点がある。
　未知の遺伝子の効果や影響を知るために，マウスの受精卵に特定の遺伝子を働かないようにして（ノックアウトして）入れ，母マウスの子宮に戻す方法が開発された（カペッキ，1990年）。マウスの遺伝子をノックアウトするプロジェクトが世界的規模で進められている。 ;

　　　Ｉ．ゲノム編集

　狙った遺伝子を組換える精度が低かったそれまでの技術に対して，クリスパー・キャス9というタンパク質複合体によるゲノム編集技術は狙った遺伝子をピンポイントで編集できる（ダウドナ＆シャルパンティエ，2012）。クリスパーは1987年に石野良純ら（大阪大学）が大腸菌で発見した回文構造をもつ奇妙な塩基配列で，発見当時の機能は不明だったが，その後，大腸菌が過去に感染したウイルスをその塩基配列を認識して切断する感染防御シークエンスであることが明らかになっていた。しかし，ダウドナらはクリスパー・キャス9が特定の塩基配列の場所でDNA2本鎖を切断するだけではなく，切断場所に塩基配列を挿入して修復することにも注目した。他種のDNAを切ったりつないだりというゲノム編集が可能になったのである。
　２０２０年度のノーベル化学賞をダウドナとシャルパンティエが受賞した。

【参考文献】
　レンネバーグ，『バイオテクノロジーの教科書（上）（下）』（講談社，2014），
　生田哲，『ビックリするほど遺伝子工学がわかる本』（SBクリエイティブ，2015），
　鵜飼保雄，『植物改良への挑戦』（培風館，2005），
　渡辺政隆，『DNAの謎に挑む』（朝日新聞社，1998），
　赤坂甲治，『遺伝子科学入門』（裳華房，2002），
　石田寅夫，『遺伝子工学の衝撃』（講談社，2010），
　小林雅一，『ゲノム編集とは何か』（講談社，2016），
　NHKゲノム編集取材班，『ゲノム編集の衝撃』（NHK出版，2016）

　　遺伝子組換え作物　（ＧＭＯ）
　　

　遺伝子組換え作物（ＧＭＯ）を正当化するためのバイオテクノロジー産業のつくウソ

　（１）　遺伝子組換え技術は自然交配と同じである
　　　異なる種の遺伝子を導入されることは自然界では起こらない

　（２）　遺伝子組換えは高度で精密な技術である
　　　遺伝子銃で打ち込むにせよ、アグロバクテリウムを使うにせよ、確実な方法ではない

　（３）　適切な安全性試験が実施されている
　　　実際には、不十分である

　（４）　流通は適切に管理されている
　　　実際には、不十分である

　（５）　安全である
　　　そもそも試験が行われていない

　（６）　飢餓を救う
　　　世界中の人々が食べるのに十分な食料は既に生産されている

　（７）　農家の収入を増やす
　　　ＧＭＯは価格が低い、収穫量の低さ、種子代の高さ、交雑の問題で農家の利益を減らしている

　（８）　収穫量を増やす
　　　ＧＭＯダイズが一般種と比べて、11パーセント収穫量が低下している

　（９）　農薬の使用量を減らす
　　　ＧＭＯの除草剤耐性がわずか数年の間に雑草に転移した。除草剤「ラウンドアップ」では雑草が枯れにくくなったため、さらに除草剤の使用量が増えた

　（10）広く生産されて成功している

　（11）　環境に優しい
　　　ＧＭＯを導入したアルゼンチンでは、動植物の生息地がＧＭＯダイズの畑になってしまった。広大な大草原と森林が消失し、かつてない規模で洪水が起きている

　（12）　辺境の農地でも生産できる
　　　ＧＭＯの70％は除草剤耐性で、30％は害虫抵抗性である。やせた土地に耐性をもつ品種は既にある。

　（13）　　「ゴールデンライスはビタミンＡ欠乏症を解消できる
　　　誇大広告である

　（14）ＧＭＯジャガイモはタンパク質不足を解決する
　　　一般のジャガイモ以下のタンパク質含有量である。

　　ＧＭＯ生産の問題点

　　（１）　遺伝子の水平転移

　　（２）　スーパー雑草
　　　　除草剤に耐性をもつ雑草の出現

　　（３）　害虫抵抗性作物
　　　　Ｂｔ作物の普及によって、Ｂｉ毒素に抵抗性をもった害虫も急速に広がる

　　（４）　食品への混入事件

　　（５）　バイオ医薬品用作物

　　（６）　自殺する種子

　　（７）　企業の奴隷になる農民

【参考文献】アンディー・リーズ，『遺伝子組み換え食品の真実』（白水社、2013）　

　生物への特許

　1970年代の終わりまで、一つの植物品種に関する特許を取ろうとすることなど、想像できないことだった。合衆国もその例外ではなく、1951年の特許法では次ぎのように明記されている。すなわち、特許は産業に関わる機械と手続きのみを対象とするもので、いかなる場合にも生物を対象とするものではない、と。そもそも特許は公共政策の手段であり、その目的は、製品の発明者に対して、その製造と販売の独占権を20年間だけ認めることにより、技術開発を促進することである。「特許付与の判断基準は通常はきわめて厳密です」と、2004年7月、分子生物学のポール・ゲプツは、カリフォルニア大学デービス校のオフィスに私を迎えて、こう語った。「その基準は、三つあります。第一に、発明された製品が新しいこと。つまり、発明者が作る以前に、その製品が存在していないこと。第二に、その着想の新しさ。最後に、その製品を使用することが産業界に与える影響の可能性です。1980年までの法律分野では、生物は特許が認められる領域から除外されていました。というのも、生物は、第一の判断基準を満たさないと考えられたからです。人間が生物の発達に介入したとしても、生物はその介入の前から存在していました。そのうえ、生物は自然に増えていくからです」
　しかし、種子改良業者が現れると。先に述べた「系統的選択」によって「改良された」植物種をめぐって、さまざまな問題が生じた。投資金額の回収に不安を覚えた種子改良業者は、自分たちが開発した植物に「植物開発証明」（合衆国では「植物品種保護」）を付けさせることに成功した。この証明書によって、種子改良業者は、仲買業者に利用免許を販売したり、自分たちの販売する種子の価格に一種の「税金」を上乗せしたりすることができるようになった。・・・・・
　状況は1980年に一変した。この年、合衆国の最高裁判所が重大な判決を下した。つまり、遺伝子組換えが施された微生物への特許が認められたのだ。その8年前、ジェネラル。エレクトリック社で働いていたアナンダ・モハン・チャクラバーティという遺伝学者は、残留炭化水素を食べて石油を分解するように遺伝子操作したバクテリアに関する特許を申請した。ワシントン特許局は、「1951年法」にもとづいて、この申請を却下した。チャクラバーティは控訴し、とうとう最高裁で勝訴したのだ。最高裁はこう言い渡している。「人間が手を加えたものは。それがどのようなものであっても特許の対象となる」と。
　この驚くべき決定により、「生物の私有化」への道が開かれた。

　参考文献　マリー＝モニク・ロバン『モンサント』（作品社、2015）　ｐｐ312-315。

　　　　収穫した種子を植えると訴えられる

　「ＧＭＯ（遺伝子組換え作物）は、アメリカの特許法に守られています」と、アメリカ大豆協会の副会長ジョン・ホフマンは、言葉の切れ目にも笑みを絶やさず、私に説明した。「ですから、私には来年の種まきのために種子を保存する権利がないのです。それはモンサントなどのバイオテクノロジー企業を保護するためです。というのも、私たちが幸運にも利用することができるようになったこの新しい技術を開発するために、彼らは何百万ドルものお金をつぎ込んだのですから」。・・・・
　
　　　　訴えられ、破産する農民たち
　　　　「モンサントから身を守るのは不可能なんです」

　ＧＭＯによって農地が汚染された場合、それは農民たちの責任にされてしまうのだ。
　ＧＭＯによって除草剤使用が増加していく。

参考文献　マリー＝モニク・ロバン『モンサント』（作品社、2015）　ｐｐ319-342　　　

　　　　特許の問題

　遺伝子検査の対象となる遺伝子にも特許が認められるようになっている。ＢＲＣＡ1遺伝子とＢＲＣＡ2遺伝子の変異を調べるＤＮＡ検査が可能になり、ミリアド・ジェネティクス社はすぐにラボ検査の体制を整えた。特許を申請し、これらの遺伝子検査を独占できるようにした。ミリアド・ジェネティクス社はこの種の検査をしようとしたほかのラボを次々と訴えた。その結果、乳がんや卵巣がんの家族歴のある女性が遺伝子診断を受けたいと思ったら、ミリアド・ジェネティクスを通すしかなくなったのである。

【参考文献】コリンズ，『遺伝子医療革命』（ＮＨＫ出版，2011）ｐ.152-153　　

【参考文献】
　アンディー・リーズ，『遺伝子組み換え食品の真実』（白水社、2013）
　マリー＝モニク・ロバン，『モンサント』（作品社、2015）
　大塚善樹，『遺伝子組換え作物　大論争・何が問題なのか』（明石書店，2001）
　安田節子，『自殺する種子』（平凡社新書，2009）

　　ゲノム編集

　遺伝子組換え技術では、目的の遺伝子を確実にノックアウトすることが出来ない。結果は偶然に頼らざるを得ないのであった。
　しかし、ゲノム編集ではねらった遺伝子を確実にノックアウトすることが出来る。制限酵素に遺伝子の目印となる塩基配列を結合させて注入するからである。
　最初の＜ゲノム編集＞技術はZFN（ジンクフィンガー・ヌクレアーゼ）を使うものだった。ZFNは特定の塩基配列に結合するタンパク質である。ZFNを使う技術ではねらったタンパク質を設計する。このタンパク質がジンクフィンガーである。このZFNに制限酵素を連結すると特定の遺伝子を働かなくすることができる。ZFNはひとつが3塩基をセットで認識する。このタンパク質の作製はかなり高度な知識と技術、そして経験を必要とした。
　2010年ごろに登場したTALENになると、ひとつの塩基にひとつのタンパク質が結合するように改良された。TALリピートはねらった箇所を正確に切断できる技術だった。　

▼2012年に発表されたクリスパー・キャス9はゲノム編集を大きく変えることとなった。キャス9という制限酵素にガイドRNAを連結させた複合体である。ガイドRNAは20塩基である。細胞にクリスパー・キャス9を注入すると、目的の塩基配列にガイドRNAが結合し、制限酵素によりDNAが切断される。このとき他の遺伝子を注入してやれば修復の過程でその遺伝子が取り込まれる可能性が高くなる。

▲1987年に大腸菌のDNAで発見した史上初のクリスパー内部には回文に該当する塩基配列が含まれている。　TCCCCGCTGGCGCGGGGA　この相補鎖　AGGGGCGACCGCGCCCCTを最後から読んでみると
　　　 TCCCCGCGCCAGCGGGGA クリスパーとは「規則的に間隔を置いた短い回文の反復　Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats」を意味する。完全な回文ではなく途中に間隔（スペーサー）がはさまる。

　
【参考文献】
　小林雅一，『ゲノム編集とは何か』（講談社，2016），
　NHKゲノム編集取材班，『ゲノム編集の衝撃』（NHK出版，2016）
　ダウドナ，スターンバーグ，『クリスパー　究極の遺伝子編集技術の発見』（文藝春秋，2017）

　『ゲノム編集：食物』　NHK・BS1　2017年11月12日　　菅原健一ディレクター

　成長の早いトラフグ　　木下政人（京都大学・助教）　　トラフグの満腹を感じるホルモンの遺伝子を壊した
　　　　　　　　　　　　　　　　オフ・ターゲット検査をしている
　　　　　　　　　　　　　　　　オフ・ターゲット検査とは狙いを外した結果をもたらした状態の検査
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　遺伝子組み換え作物に対する不信感が消費者の4割にある
　
　筋肉隆々のマダイ　　　近畿大学　　マダイのミオスタチン遺伝子を壊した

　ＧＡＢＡトマト　　　　江面浩（筑波大学）　　　ふつうのトマトの15倍のＧＡＢＡを含む

　『サイエンス・ゼロ　病の克服②』　　堀田秋津（京都大学iPS細胞研究所）　　ﾃﾞュシェンヌ型筋ジストロフィーの治療
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　林　克彦（九州大学）　　キタジロサイの繁殖
　　　　出張真理子ディレクター

ゲノム編集の向かう先は？？？　　2018年5月20日読売新聞より

　▼ ヒトの受精卵にゲノム編集　　　2018年11月27日

　中国の研究者が「ゲノム編集」と呼ばれる遺伝情報を自在に書き換える技術を使って、エイズウイルスに感染しないようヒトの受精卵を操作し、実際に双子の赤ちゃんが誕生したと主張する動画を26日公開しました。
　研究者が所属する大学は、事実とすれば倫理上問題があるとして調査に乗り出し、中国政府も地元の担当部門に調査を指示しました。
　中国南部、広東省深セン※にある南方科技大学の賀建奎准教授は、「ゲノム編集」という技術を使って、エイズウイルスに感染しないようヒトの受精卵の遺伝子を操作し、今月、双子の赤ちゃんが誕生したと主張する複数の動画を日本時間の26日、インターネットの動画サイトに投稿しました。
　ヒトの受精卵のゲノム編集は遺伝性の病気の治療につながると期待される一方、影響が予測しきれないことなどから倫理上問題があるという指摘があり、アメリカでは、将来的には透明性を確保したうえで数世代にわたって追跡調査を行うなど厳しい条件のもとでのみ容認しうる、としています。
　今回は研究内容をまとめた論文が示されておらず、倫理的な手続きも明らかになっていません。
　南方科技大学は「賀准教授の研究は学術における倫理と規範に著しく違反している」とする声明を発表し、事実とすれば問題があるとして調査に乗り出しました。
　中国政府も、研究が本当に行われたのか調査し結果を公表するよう、広東省の担当部門に指示しました。 ※「セン」は土偏に川。

　生命倫理研究者「とてつもない人権問題」
　生命倫理が専門の北海道大学の石井哲也教授は「生まれた子どもにどのような健康問題が生じるのか検証がされていないので、悪影響が出たときには取り返しがつかず、とてつもない人権問題となる。中国国内の指針でもこうしたことは禁止されているはずで、どのような手続きで行われたのか検証する必要がある。こうした人体実験のようなことは国内でも海外でも行うべきではない」と強く非難しています。

　ゲノム編集開発者「安全対策できるまで停止すべき」
　ゲノム編集の技術を開発したカリフォルニア大学のジェニファー・ダウドナ教授は「中国の研究者の主張が本当だとしたら、世界中の科学者が、慎重に、透明性を確保したうえで取り組みを進める中で逸脱した行為だ」とするコメントを出しました。
　一方、ヒトの細胞でのゲノム編集に世界で初めて成功したアメリカのブロード研究所のフェン・チャン博士は「ゲノム編集を使わなくても子どもへのエイズウイルスの感染を防ぐ効率的な方法はすでに確立されている。今回のように受精卵の遺伝子を操作することは、メリットよりもリスクのほうがはるかに大きい。十分な安全対策ができるまではヒトの受精卵への応用は停止すべきだ」とするコメントを出しました。
　アメリカを代表する研究者で作る「アメリカ科学アカデミー」は2017年、ゲノム編集の応用をどこまで認めるべきか、中国の研究者も加わって２年近くにわたり議論したうえで報告書をまとめました。報告書では、ゲノム編集のヒトの受精卵への応用について、影響が世代を超えて受け継がれるなど倫理的な懸念がある一方、遺伝性の病気の治療につながる可能性があることから、将来的にはほかに治療の選択肢がない場合、透明性を確保し、数世代にわたる追跡調査を行うなど厳しい条件のもとで実施を容認しうるとしています。

【AFP＝時事】2018年11月28日　15時

　世界で初めて遺伝子編集を施した双子の女児を誕生させたと主張している中国の科学者、賀建奎（He Jiankui）氏は28日、香港で開かれた学会に出席し、女児誕生を認めるとともに、国際的な非難を受けたことから遺伝子編集に関する臨床試験を中止したと発表した。
　賀氏は香港で開催された医学会議で、父親がHIV（ヒト免疫不全ウイルス）に感染している双子の女児について、DNAの改変に成功したと発表。　DNA改変の臨床試験にはいずれもHIV陽性の男性と陰性の女性のカップル8組がボランティアとして参加し、うち1組は中止前に参加を取りやめていたという。

驚異の生物工場　　2018年5月22日　クローズアップ現代プラス

　オープニング映像。今夜は薬も素材も作り出す驚異の”生物工場”について迫る。
　生物工場についてトーク。田中泉は「ヤギの遺伝子に人間の血液サラサラ成分を作る遺伝子を組み込むと、ミルクの中に抗凝血剤を作ることができる。また、微生物である大腸菌も生物工場にかかればプラスチックを作り出せるようになる」と紹介した。
　千葉県に暮らす伊藤さん一家、父・博明さんは花粉症予防の成分が入っているお米を臨床研究として食べている。米を生物工場にしたのが農研機構、見た目はごく普通だがスギ花粉の成分が含まれている。稲の遺伝子にスギの細胞からとった花粉成分を作る遺伝子を組み込み、これを育てると米の中に大量の花粉成分が作られる。
　生物工場で最も注目されているのがカリフォルニア州にある「アミリス社」。車オイルやタイヤ素材、ビタミン、化粧品成分など数百種類の製品がある。酵母を生物工場にしてすべての製品を作らせており、タイヤ素材の場合はグリップ性能が高く劣化しにくい。DNA配列は1200万に及び、どの部分にどんな遺伝子を組み込むのか組み合わせは無限大。そこでこの企業では人工知能を導入、最適な組み合わせを予測させている。
　生物工場についてスタジオ解説。安くて大量生産、不可能を可能に、地球にやさしいという3つの利点がある。東京大学の五十嵐圭日子さんによると、あらゆるものを作ることができる画期的な技術。国際的なルールがあり、そのうえで遺伝子組み換えをした生物が外に出ないようにするかが重要。五十嵐さんの研究所では生物工場により、身の回りのあらゆるものを作ろうとしているという。
　日本の切り札とされる生き物がカイコ。カイコの糸は分子量37万を超える巨大なタンパク質、生物工場から作り出せる物質は分子量によって左右される。カイコが作る物質は抗がん剤や血液凝固剤、鋼鉄強度の糸など分子量の大きな複雑な物質を作り出せる。カイコの祖先は小さい繭しか作れない野生の虫だったが、大きな繭を作るものだけ掛け合わせ人の手で改良を重ねてきた。カイコを生物工場にする取り組みは全国15以上の企業広がっている。五十嵐氏によるとカイコの食べるのは葉っぱということで自然に優しく、バイオリアクターと呼ばれるすごい才能の生き物だという。
　群馬・前橋市にある養蚕農家と中継。こちらでは遺伝子組み換えのカイコを大量生産、遺伝子組み換えを行った動物を一般の農家で飼育するのは世界初の試み。こちらのカイコには光るクラゲの遺伝子を組み込んでいるため、暗い場所では体が光る。養蚕農家の松村哲也さんは「将来性が充分に見込まれるカイコで、外貨獲得のためにも期待が持てる」と話している。
　生物工場の今後について五十嵐さんは「現時点では他の生物からもってきた遺伝子を組み込む作業をしている。将来は生物がもつ機能を強めることで短い期間で品種改良することができる。これから生物工場の利用を真剣に考える必要がある」と話した。