バイオカフェ「最新ゲノム編集のお話とワークショップ」

2018年11月4日、ふじのくに地球環境史ミュージアムにて「最新ゲノム編集のお話とワークショップ」と題して、バイオカフェを開催しました。はじめに、国立研究開発法人　農業・食品産業技術総合研究機構　生物機能利用研究部門　上級研究員の小松晃さんにより、「私たちの、そして世界の食生活を支える品種改良　～従来の品種改良からゲノム編集まで～」というお話がありました。その後、SCプラン代表の岩崎博さんによるワークショップ「未来への合意形成メソッド『田の字法』でみつめるゲノム編集の未来」が行われ、参加者の意見を共有しました。ファシリテーターは、くらしとバイオプラザ２１のバイオカフェ養成講座の受講生で、しずおか科学コミュニケーター倶楽部の一員として静岡で活動している森富子さんが担当しました。

第一部　「私たちの、そして世界の食生活を支える品種改良　～従来の品種改良からゲノム編集まで～」

品種改良の必要性

品種改良は今の農業が抱える課題を解決するために必要。①異常気象や温暖化に対応した品種の作出や、温暖化による病害虫の被害に対応した品種の作出、②海外市場のニーズに応えた農産物の生産、日本の農業をグローバル化できるような品種を作り出す、③人口増加に伴う食料難に備え、生産性を向上させ食料の安定供給をすること等、これらの問題解決に貢献することが、品種改良（育種）の使命である。
現在の日本は「飽食の時代」であり、大量に農産物を輸入して大量に廃棄する「食品ロス」も大きな問題だが、一方で世界に目を向けると既に不足しているところもある。日本は食料自給率が低く、海外の農作物を多く輸入している。どこかの国が干ばつの被害をうけると、日本人の食生活にも影響が出る。このように、様々な食料問題を解決するために、品種改良技術を磨いていくことが必要である。

育種とはどのようなものか

育種の歴史は人類の歴史！人は生きるために農作物の遺伝子を書き換えてきた。品種改良は野生種をもとに始まったが、野生種には「小さく、美味しくなく、毒があり、すぐに実が落ち、一斉に芽が出ない」等の欠点があり、そのままでは食用・農業には適さない。それらの中から、人類は偶然、ちょっと実が大きくて美味しいものを見つけ、それを食べ、栽培していった。これらは、自然界に存在する紫外線・放射線・環境ストレスなどで野生種の遺伝子が書き換わる「自然突然変異」によってできたもの。さらにそれらをかけ合わせて選抜・栽培を行い、人類は多様な農産物を得てきた。「自然突然変異」では、その作物が持つ遺伝子が自然に変化したもので、私たち人類が変えたものではない。一方で、この突然変異を人為的に行うのが、人為的突然変異育種（品種改良）である。これまでに、交配育種や 重イオンビームやガンマ―線の照射等により、遺伝子を書き変えてできたものから良いものを選び、ニーズに合わせた形、色、風味、栽培特性をもった品種を作ってきた。そもそも遺伝子とは、生命の設計図のようなもの。「遺伝子を書き変える」とは、設計図の一部を書き変えること。その結果、形や色、病害虫への抵抗性などの性質が変わる。それが自然現象としても起こっている。
ゲノム情報の研究が進んで、既に作られている作物を調べると、インディカ米の籾が落ちやすく（脱粒性）、ジャポニカ米の方が落ちにくいのは、DNAの塩基配列の1文字の違いで起きていることがわかった。また、単為結果ナス（受粉しなくても実がなるナス）では、遺伝子の一部がなくなっていたことがわかった。普通のナスでは受粉作業が必須だが、単為結果ナスでは生産者の作業労働が大幅に軽減される。
人為的に突然変異を起こさせた例としては、①ガンマ―線照射によって、「二十世紀」ナシの黒斑病に耐病性のある「ゴールド二十世紀」ナシ、②放射線照射による色変わりのキク、等がある。

突然変異を利用した育種技術のいろいろ

様々な理由（宇宙線・紫外線、ストレス等）でDNAが切れるということは、実はよく起こっている。植物側はその都度修復しようとするが、たまに修復ミスが起こり、DNAの一部が欠損したり、他の塩基に置き換わったり、他の配列が挿入されたりする。その確率は10万～100万分の１。それがもととなり、形質に変化が起こる。
一方で、交配による品種改良では、目的にあった親品種を選び、交配を繰り返し、数万～数十万の個体から優れた個体（突然変異したもの）を選ぶ。この方法では、親の良いところ、悪いところの性質を同時に受け継ぐので、なかなか両親の良い性質だけを持つものが作れない。多くの個体の中から、目的に合ったものを見つけ、さらに世代を進めながら、新たな品種を作っていく。トマトの「桃太郎」はこのような交配で作られた。
さらに、遺伝子組換え技術による品種改良では、味が良く病気に強いトマトを作る場合、病気に強い品種の「病気に強い遺伝子」だけを切り取り（単離し）、味は良いが病気に弱いトマトにその遺伝子を導入し、目的のトマトをつくる。この場合は、他の生物由来の遺伝子を導入することもできる。例えば、自然界には青いバラはなく、交配を繰り返しても作ることはできないが、遺伝子組換え技術を使って、パンジーの青い遺伝子をバラに導入して色を改変することができた。遺伝子組換えでは、別種の遺伝子を導入したり、スピーディーに品種を改良したりすることが可能となり、また、これまでにない性質のものを作り出すことができる特徴を持っている。
最後に、ゲノム編集技術による品種改良では、自然では偶然に起こる自然突然変異を計画的に行うことが出来る。変異導入のパターンなどは自然突然変異と同じなので、最終的にゲノム編集で作出された作物は自然突然変異と同じようなものが得られる。これまでのガンマ―線やイオンビーム照射による変異導入では、DNAのどこを書き換えるかコントロールできないため、さまざまな性質の個体がたくさんできてしまい、その中から目的の性質のものを探し出していた。しかし、ゲノム編集では、DNAの狙った場所に突然変異を起こさせることが可能となった部分が特徴的である。

ゲノム編集とはどのようなものか

植物におけるゲノム編集は、狙った場所を切るハサミの役目をする酵素（Cas９ヌクレアーゼ）の遺伝子を導入することが、現在のところは一般的である。この酵素は、特定の配列を発見すると切断する。つまり、変異を起こしたい部分だけ切ることができ、作物自身は切断された部分をその都度修復するが、突然変異と同じく、稀に修復ミスが起こりDNA塩基配列の一部が欠損したり、塩基が置き換わったり、他の配列が挿入されたりして、変異が起きる。この変異がゲノム編集の原動力となる。
遺伝子組換え技術では、導入した遺伝子はその性質を常に発現させるために、宿主のゲノム上に残す必要があるが、ゲノム編集技術では、導入したハサミは変異を創出する時のみ必要で、仕事が終われば取り除くことが出来る。変異を導入した当代の自家受粉（自殖）や、ハサミを持つ個体と持たない個体を交配し、ハサミを持たない次世代の個体で、且つ変異を持っている個体を選び、最終的に、変異のみが導入された（外から入れた遺伝子は残らない）新しい品種が得られる。

突然変異育種とゲノム編集による育種の違い

突然変異育種で、変異は通常ランダムに複数入るため、さまざまな性質の変異体が得られるが、ゲノム編集では、目的の場所にひとつだけ変異が入り、目的の性質を持つ変異体を効率よく得る事ができる。問題点としては、突然変異育種では、変異は偶然に頼るため、目的の性質が得られないこともある。それに対しゲノム編集技術のウィークポイントは、形質と遺伝情報の関係がわかっていないと利用できないことが挙げられる。
また、ゲノム編集技術で作出された農作物の食品としてのリスクは、これまで作出されてきた突然変異育種による品種を上回ることも下回ることもないと考える。

遺伝子組換えとゲノム編集の違い

遺伝子組換えでは、他の生物の遺伝子を利用し、従来の育種では作出できないものを作り出すことが出来る。挿入した外来遺伝子は、形質を発現させるためにそのまま宿主のゲノム上に残る必要があるため、安全性評価が必要になる。ゲノム編集では、その作物自身が持っている遺伝子がわずかに変わるので、従来の品種改良技術で作出されてきた品種と同等で、Cas9遺伝子等の導入した外来遺伝子は残す必要がない。遺伝子組換えとゲノム編集は全く異なる技術で、ゲノム編集で作られた作物のリスクは、前段でも述べたとおり、自然突然変異でできた従来の農作物と同程度となる。

ゲノム編集での取り組みの例

ゲノム編集で取組んでいる例としては、以下のようなものがある。①食中毒のリスクを低減させる、ソラニンをほとんど作らないジャガイモ。②生産コストを低減させる、受粉せずに結果する高付加価値トマト。③アレルギーを引き起こす原因となる物質を抑えた、低アレルゲンの大豆。④コメに含まれるグロブリン量を低減したアレルギーフリーのコメ。⑤小麦の収穫期の6月は梅雨の時期で、雨に濡れた種子が穂で発芽して品質が損なわれてしまうので、これを抑えた穂発芽耐性コムギ。⑥穂の形態、米粒の大きさ、数など（これらをシンク能という）を改変して、収量性を高め、コスト削減をめざすシンク能改変イネ。
ゲノム編集では、変異を起こさせる際に使う酵素（Cas９ヌクレアーゼ）の遺伝子をメンデルの法則で分離し、ハサミの遺伝子を持たない作物として作っていく。つまり、今、注目されているゲノム編集では、導入した外来遺伝子は残らない。ここがポイント。ゲノム編集の研究段階のイネについては、まだ扱いに関する取り決めが行われていなかったため、遺伝子組換え農作物として隔離した圃場で栽培試験を実施している。

ゲノム編集技術を正しく社会に理解してもらうためのアウトリーチ活動

ゲノム編集について、講演会や野外圃場の見学会を開催して、正確な情報を届ける努力をしている。新しい技術なので、様々な視点から、生産者、研究者、行政、メディア、消費者を巻き込んだ議論が必要。遺伝子操作をするから危ないと考える人は、比較的多くいるのも事実だが、ゲノム編集とは何か、について是非正しく知ってほしい。人間に遺伝子治療する場合は、その人に対する遺伝子操作となるので、間違いは許されず、慎重にするべきと考えるが、人間への利用と作物への利用については、分けて考えるべき。ゲノム編集は、その後の工程で導入したハサミを取り除き、より目的に適った品種を選抜していくステップが存在する。この点を、理解してもらいたい。今日参加された皆さんも一消費者として、周りのご家族や友人、知人に正確な情報を発信していただきたい。新技術で作った作物が危険かどうか、自然突然変異と同程度かどうか、これまで作出した農産物は100%安全なのか等も含めて、しっかりと議論していってもらいたい。

質疑応答

講演内容についての質問は、参加者の方々に付箋紙に書いて模造紙に貼ってもらいました。小松さんはそれを読み上げながら答えてくださいました。小松さんは研究者としての考えだけではなく、現代を生きる同じ人間としてのご意見も話されました。

• は参加者の質問、 → はスピーカーの応答

• Cas9の遺伝子を排除する方法は？
  →選別する工程でCas9を排除することが可能。
• シンク能をアップさせる遺伝子は？
  →花の数を増やすには植物ホルモンを使って籾の数を増やせる。
• F1世代の種子を買い続けなければならないのか
  →野菜の種子などで、次世代に同じものが作れなかったり、小さくなったりする。種苗業者も種子を売ることを生業としているので、意図してF1種子で販売している。
• ゲノム編集において、オフターゲットの変異はどのくらい制御できるようになるか
  →自然突然変異でもガンマ―線を利用した変異導入方法でもオフターゲットばかりである。ゲノム編集作物では、後の工程で選抜しており、こわいものではない。ゲノム編集の農業と医療の利用については、同じ倫理観で語ることはできない。医療では、その人一人に関わる問題なので、慎重を要す。農業分野での利用は、選抜のステップが入るため、意図しない形質が現れた個体や系統は、排除することが可能である。
• 遺伝子組換え食品は表示があるが、ゲノム編集でできた食品にも表示は義務付けらえているのか
  →遺伝子組換え食品はJAS法に則って表示している。消費者が選択できるようにするために、この表示制度は作られた。しかし、現在では「遺伝子組換えではない」の表示は、あたかも安全性を担保しているかのように一般消費者には認識されてしまっている。表示は、消費者の選択の幅を広げる意味においては必要だが、間違った認識を植えつけるのであれば、ゲノム編集の場合はあえて必要かどうか、と個人的には疑問に思う。
• 遺伝子組換えやゲノム編集した作物は自然交配する確率はあるのか
  →イネの場合は自家受粉するので、交配することは少ないが、交配する可能性はある。
• 選択的改良が本当にすべて善の方向で行うと思うか
  →人類はメソポタミアの時代から、品種改良を重ねてきた。農業自体、畑や水田の風景は、いわば植物工場のようなもので、実は自然の風景ではない。自然にとって善かどうかは疑問だが、人類が食料問題を理由に戦争を行なうことを、回避していくためには善だと思う。

第二部　田の字法の体験

岩崎博さんが発案された同意形成メソッド「田の字法」によって、「ゲノム技術の進化」について、共に考えた。「田の字法」では、参加者は、①現在の肯定的な考え、②現在の否定的な考え、③将来の否定的な考え、④将来の肯定的な考えの順で、できるだけ簡潔に田の字状に区分して書き出した。こうして、参加者があるテーマに関し、未来に望むことの輪郭を浮かび上がらせることができる。記入する時間は短時間（５分間）で、直感で書いてもらうことが大切、ということだった。皆さんが書いたものを岩崎さんが読み上げ、ホワイトボードにグルーピングしながら書き出した。参加者の意見は多岐にわたっていた。その結果、①現在の肯定的意見からは、本日の講義内容が良く伝わっている様子がわかり、②現在の否定では不安感が現れ、③未来の否定からは、現在の問題点が明らかになり、④未来の肯定では技術と社会の望ましいあり方が見えてきた。

「ゲノム技術の進化」への考え (pdfファイル)

田の字法　用紙 (pdfファイル)

小松さんによるまとめ

「プレゼンの内容が素直に伝わったと思う。自然突然変異から脈々とつながった技術が、現在、ゲノム編集に到達している。今後、食べ物が枯渇し文明が崩壊するのを、今からでも食い止める準備はしたい。アメリカでは規制が余りないので、技術がどんどん進んでいる。中国でも研究が大変盛んである。日本は良い意味で慎重なので、だからこそ研究の先導役にはふさわしいのではと、個人的には考えている。日本がやらなくても世界の潮流はゲノム編集技術を高く評価している方向にある。日本では、今後この技術をどう使っていくのかを考え、同時に研究者はしっかりと研究を進めていかなくてはいけない。
アレルゲンの問題は一般農作物と同様に出てくる可能性があっても不思議ではない。しかし、既存の農産物でも、キウイやマンゴーなどアレルギーを発症する人はいても、社会的に大きな問題にしてこなかった。つまり症状の程度の問題が大きい。ゲノム編集では、変異を起こさせてから品種になるまでに、選抜を繰り返す工程があるので、アレルゲンのあると判っているものを、あえて品種として登録することは通常ではない。
在来作物の絶滅を心配する声もあったが、もともとの野生種を保存していくことは大事である。自然淘汰や、過去の品種がなくなっていくことはこれまでにもあったが、ゲノム編集技術により作出されたある作物の品種が、その野生種を滅ぼすリスクは、これまで出来てきている品種と同等だと考えている。農作物は野生種と違って、人間が手をかけて育ててあげないと生きていけないことも忘れてはいけない。
今回の皆さんの意見をみると、将来に光が見えてくるように思う。」

参考　田の字法で書かれた参加者全員の意見

① 現在：肯定　　いいところ（　回答ナシ　４人）

• 安くて、おいしい作物が食べられる。７人
  安価　美味しい米　安定した味
• 品種がたくさん生まれていること。５人
  食べられるものがたくさんあること。食べやすい美味しいものができることは良い。
  良いのが安定供給できる。今の食品ほぼ改良。見ためがよい。
• 農作業の負担が軽くなる。３人
  収穫しやすいものができるのは良い。低コスト。　手間がかからない。
• 人類の歴史
• 新しい技術が開発されている。４人
  交配品種改良に比してゲノム組換えの対応が早い。従来の方法よりも短期間で成果がのぞめる。
  狙った所に変化を与えられる。ねらった形質を得ることができる。
  ゲノム編集の技術が確立されて、品種改良がスピード化されている。
• ゲノム編集が育種と同じであれば問題ない。４人
  ゲノム編集により薬剤耐性遺伝子や抗生物質抵抗性。　遺伝子などが作物に残らないこと。
  気候変動によって気候の変化がはげしいなかでポイント的に効果的に問題点を解決していけるところが良い。
  Pin　Pointの遺伝子の制御

② 現在：否定　　心配なところ（　回答ナシ　２人）

• 安全性に不安　７人
  安全だといわれているが本当に安全なの？　従来のものとリスクは同等というけれど、本当に安全？　
  本当に安全安心か？それはどうやって証明できるか？　組換え作物の食品としての安全性
  今までにない食べ物なので、安全かわからない。　良く分からないことが多い。安全性。
  組換え食品との違いが分かりにくい。
• 理解不足による風評被害　５人
  一般の方にどこまで安全性を理解してもらえるか。　（多くの人に）知られていない。
  必ず技術を否定する人がいる。　ゲノム編集に関して不安感を持っている人が多くいる。
  設計図に手を加えるという感覚が漠然とした不安感を与えかねない。
• 技術が悪用される　２人
  技術が発達していく段階で悪用される心配はないの？
  人に適用すること。ねこや犬でもらしく無いのはどうかと思う。花もらしい色がよい。
• 技術の不安　６人
  （牛で起きている）健康な個体が残せなくなること。　予想外の拒絶反応が出ること。予期しない変化。
  編集をくりかえすことでデメリットやウィークポイントが強調される品種も出て来る？
  開発努力と成果（操作プロセス）が公開されない。　オフターゲット（標的外の部位の切断）
  除草剤耐性。　人体への突然変異。　生命・受精卵に関する遺伝子組替えに対する不安がある。
• 一部企業が独占　２人
  貧富の差ができないか。　セブンシスターズのような外国種苗者にはばまれないか。
• 人間の姿勢　３人
  ニーズを追求しすぎる。食物に季節感がなくなる。人間の欲望のままに欲しいものを作っていって良いのか。
  種子がない果物しか食べない子供たちが、種子という役割がわからずに育つかもしれない。

③ 未来：否定　　こうなってほしくない（　回答ナシ　６人）

• 技術の暴走・技術への不安　６人
  ガン細胞のように、人間には暴走と思われるような行動を起こさないでほしい。
  植物での遺伝子組み変えやゲノム編集が、人間の生命技術として発展していくのは否定したい。
  設計図ですべて書き換えるのはちょっと・・・。　フロンガスのような現在見えていない問題の出現。
  遺伝子型と表現型は対応してなくないか（クズが海外ではびこるような）。
  変えようとした事以外の表現型が発現してしまわないか方法プロセスが公開されてない。
• 美味しくなくなる　１人
  （効率化重視した結果）おいしくなくなる。
• 批判される　２人
  知らないものを知らないまま批判する人がいる未来。
  日本において、ゲノム技術を用いた作物の栽培が禁止されること。
• 自然の破壊　２人
  固有種絶滅　　多様性がなくなるのか？　自然界の植物と交配して、生態系がくずれる。
  新しい病のはやり。気候変動による全滅。
• 企業の独占　２人
  メジャー企業の独占（種子）。　農業技術の独占。　未知の脅威に対して無力でないか。
  ゲノム編集を持つものが権力を持ち、排除されることはこわい。
• 戦いのもととなる　２人
  技術が戦いのもと。　食糧が兵器。
• 生産者　人への影響　２人
  色々な種類の食物が短期間ででてくるので、農家の方や消費者がふりまわされてしまうのではないか。
  人体への突然変異で奇形につながる。

④ 未来：肯定　　こうなってほしい（　回答ナシ　4人）

• 食糧問題の解決　１０人
  作業の負担が減りおいしい物が沢山でき、コストが低くなってほしい。
  地球温暖化が進んでいる今日いろいろな作物が各所で作られること事を望みます。
  増産、コスト削減。　新しい病等に強く、変化に耐性があり、安価でおいしい。おいしい大事！！
  世界の食糧不足の解決に貢献している。　気候や病気につよく安全なものを安定的に供給。
  バイオハザードを起こさず、地球の人類が飢えない。
  すべての人が食べられるように。　食料難の国々への支援。
• 技術が発展・安全性　４人
  さらに技術が発展し新たな品種改良の方法が開発される？
  必要なものができる（人体にとって）。ガンに有効なもの。アレルギーに有効なもの。
  オフターゲットの制御。　組換え作物の安全性の評価方法の確立。
• 技術の普及　４人
  遺伝子組換えや、ゲノム編集技術が理解され、栽培され、利用されること。
  家でも簡単に育てられるように（自給自足しやすさ）（せまいところでも作れるなど）
  みんなが理解して受け入れる。一般の人にも身近な技術となってほしい。情報公開。
• 平和の礎　３人
  植物にも動物にもHappyになってほしい。人間同志が暖かい心にもどってほしい。
• 恐竜復活。人類スパイダーマン化　１
• 宇宙ステーションへ移住　１