「ゲノム編集技術による植物育種と食品開発のゆくえ」開かれる

2018年8月22日　バイオインダストリー協会において未来へのバイオ技術勉強会「ゲノム編集技術による植物育種と食品開発のゆくえ」が開かれました。中島春紫氏からは遺伝子組換え作物・食品の安全性の考え方とゲノム編集技術を応用した食品の扱いに関する考え方について、アルデミーダ博士から2018年度の遺伝子組換え作物の動向についての話題提供がありました。

「ゲノム編集食品の安全性と規制について」

明治大学農学部　教授　中島春紫氏

遺伝子組換え作物の利用状況

日本はアメリカなどから300万トンの大豆と1500万トンのトウモロコシを輸入しており、ほぼ9割が遺伝子組換え（または不分別）。米の生産高（850万トン）よりずっと多い。ほとんどは家畜飼料や加工食品に使われている。
カルタヘナ法における遺伝子組換え技術の定義は、細胞外で加工した核酸を細胞に移入し、細胞分裂にともなって子孫に伝わること。同一の分類学上の種の核酸を導入するケース、自然界で起こりえる遺伝子の交換については遺伝子組換えにはあたらない。
遺伝子組換えでは自然条件下では起きないことを起こすので、検出手段とセットになっている。どのように組換えたかが確認できるから、規制することができ、刑事罰で実効性が担保されている。
遺伝子組換え作物は実験室⇒特定温室⇒隔離圃場の順で試験栽培を行い、第一種使用ができるようになり、一般使用が可能になる。研究用の閉鎖系で実施するのは第二種使用という。組換え作物には次のような作物がある。
ダイズ：栽培は雑草との戦い。植物を全部枯らせる農薬に耐性をもつバクテリアがつくるタンパク質をつくる遺伝子を植物に導入する。
トウモロコシ：茎に入り込む害虫が厄介。栽培中には殺虫剤を5回くらい、虫が入りこむ前に散布する。害虫を殺すタンパク質にはCryI、Cry II、Cry IIIといくつかの種類ががあり、影響を与える昆虫が種類によって限定され、選択性が高い。CryI, CryIIはチョウ目にのみ効き、甲虫目には効かない。CryI, CryIIで茎に入り込むアワノメイガの幼虫が死ぬため、アワノメイガ以外の害虫への殺虫剤散布は１、 ２回ですむ。組換えの対象は消費量が多い、飼料用のデントコーン。
このように大企業が開発するのは、ダイズ、トウモロコシ、ワタ、ナタネなど大量栽培される作物のみ。日本の耕地面積は世界の0.3％なのに、日本の人口は世界人口の1.8%。関係者の大変な努力により38%程度の食糧自給率が保たれているが、日本での食料の安定供給は大量の遺伝子組換え作物の輸入に依存せざるを得ない。

遺伝子組換え食品・食品添加物の審査

食品安全委員会では、食べて食経験がある作物と組換えた作物の差を調べる。遺伝子組換えでは狙ったところに遺伝子が入れられないから不安といわれるが、同じ遺伝子でも導入した場所が異なれば別件として審査はすべて最初からやり直ししている。
アレルギー誘発の可能性は、まずデータベースでアミノ酸配列を調べる。そして、きっちりディスカッションし、必要があればアレルギー患者の血清でチェックしている。これまでにそれ以上の臨床試験まで必要になったケースはない。

ゲノム編集

真核生物には、DNAが切れたら、とにかくつないで元通りにしようとする性質がある。ゲノム編集技術では、つなぐときに起こるミスを期待したり、ガイドを入れたりして変異を導入し、品種改良に利用する。相同組換えのしくみで塩基の置換、外来遺伝子の挿入もできる。この技術の一番の強みはDNAの狙った場所を切れること。
ゲノム編集技術の中で、現在、最も使われているCRISPR/Cas9は2013年に登場した。任意に設計したガイドRNAが対応する配列を見つけるとCas9が切断する。バクテリアの免疫システムを利用したものである。バクテリアは過去に感染したファージの配列を切り取って覚えていて、同じ配列を切断する。
その前に行われていたゲノム編集はTALEN。34個の繰り返しアミノ酸の中の13-14番目がDNAの塩基を認識するので結合するDNA配列を自由に設計できる。切断は2量体の切断酵素の会合により行う。切断ドメインの設計には3,000塩基のDNAを合成しなくてはならず、これに費用がかかる。

例）高オレイン酸ダイズ
トウモロコシ油、オリーブ油に比べてダイズ油に含まれる脂肪酸は二重結合が多く、そこが酸化して劣化しやすい。しかし、水素付加で二重結合を減らすとトランス脂肪酸ができやすくなる。
水素付加の必要のない高いオレイン酸ダイズが求められる。デサチュラーゼ（不飽和化酵素）をこわし、リノール酸の合成をとめて高オレイン酸ダイズができる。

例）エンドウ豆の花の色
花の色で説明すると、紫花のエンドウ豆にゲノム編集ユニットであるTALENを導入して紫花の遺伝子をこわし（T0世代　白い花）、自家受粉するとT1世代にはTALENが抜けた株（白い花）ができる。白い花の出現はTALENのせいか、自然に畑で生まれたかはわからない。
ゲノム編集技術は3種類に分けられる。
タイプ３：外部配列をいれる。遺伝子組換えとみなす。
タイプ２とタイプ１：従来育種でもつくれるはず。
キャベツ、カリフラワー、ブロッコリーは形が異なっているが、野生のカラシナを先祖に持つ同一種の植物であり、ゲノム編集を使わなくて生み出された品種であることは、よく知られている。これには長い年月がかかった。ゲノム編集を使うと、こういう育種速度を大幅にアップできる。

出番を待つゲノム編集技術応用食品

• 筋肉ができるのを抑制する遺伝子を働かなくした肉厚のマダイ
• 芽が出ても毒を作らないジャガイモ
• GABAが多く含むトマト
• 黒ずまないマッシュルーム
• 涙のでないタマネギ

これらは外来の遺伝子は使わず、自分の遺伝子の範囲で開発されている。

ゲノム編集技術の規制の方針

ゲノム編集技術を使った農作物は原理的に従来育種と区別できない。ここがポイント。オフターゲットを問題にしている声があるが、実際の従来品種にもオフターゲットはとても多くある。
遺伝子組換え作物でも遺伝子を組換えた後の遺伝子の安定化と性質の確認のために7世代は交配している。従来育種でもゲノム編集でも、このような交配を行う過程で、有害なオフターゲットは除かれていると考えていいのではないか。
食品衛生法では食品の安全性確保が事業者に義務づけられている。届け出制では、事前相談により遺伝子組換えでないことを確認する情報が必要。目的どおりに標的が変化しているかを確認する。アレルゲンの発生の可能性についてもチェックする。
事前相談により届け出相当と認められると、届け出により、流通できるようになる。

高度精製食品添加物

遺伝子組換え微生物の培養液を殺菌し、フイルターで菌体を除去し、洗浄し、結晶化により精製して、高度精製食品添加物はつくられている。タンパク質もDNAもないことが確認されると組換え体と全く区別がつかないので、遺伝子組換えとみなされない。
ゲノム編集技術を用いた高度精製食品添加物については、事前相談はするが届け出は求められなくなるかもしれない。事前相談を透明化し、提出資料もコンパクトにしていきたいと思っている。

本当の問題点

外来の遺伝子がないので、ゲノム編集技術を使ったかどうかの確実な検知方法はない。だから誰も確認できない。確認できないからといって、うそつきが得する規制は機能しない。
ゲノム編集技術のリスクはその生物の持つ遺伝子の範囲だから、リスクも限定的で、従来育種をこえるものではないだろうと予想される。
ゲノム編集ベイビーのニュースのせいで、ゲノム編集技術への不安が広まってしまった。一方、アメリカでできたゲノム編集作物が日本でも流通する可能性あり、規制の運用を決めるのが急がれる。
検知方法がなく、技術的に信頼性を担保できないため、ゲノム編集の表示の義務化は難しい。誠実にやっている業者が損をしない規制でなければならない。その意味で、届け出したものに表示を課すことには不正を誘発する可能性があるため疑問がある。消費者庁もゲノム編集応用食品に表示を義務化するのは難しいことはわかっている。一方、厚生労働省のパブリックコメントには表示の希望が多数寄せられていて、消費者の選択を助け、事業者には実効性の高い制度になればと思う。
消費者が招いた状況ではあるが、遺伝子組換えへの理解が国内で進まないために、どれだけ国益を損ねたかを広く考えてほしい。

「商業栽培されたバイオテク作物の2018年度報告」

国際アグリバイオ事業団（ISAAA）　ロードラ・アルデミータ博士

2018年度　遺伝子組換え作物栽培の動向

ISAAAはこれまで、毎年、世界の遺伝子組換え作物の動向に関する報告書を発表してきた。2018年度は、遺伝子組換え/ ＧＭ作物の商業化23年目に当たり、26ヵ国が1億9,190万ヘクタールで遺伝子組換え作物が栽培された。これは2017年の1億8,980万ヘクタールから1％増加したことになり、22年連続の増加で、そのうち12年間は2桁成長率だった。これは遺伝子組換え作物栽培が始まった1996年から栽培面積が113倍に増えたことになる。栽培国は26カ国、輸入して利用している国は44カ国で、食料、飼料、加工用に利用されている。

遺伝子組換え作物の種類

1992年以来、70カ国の規制当局で30の遺伝子組換え作物、512の遺伝子組換え品種に対して4,636の承認が与えられてきた（カーネーション、バラ、ペチュニアを除く）。
その中には複数の形質を付与されたスタック形質を持つ遺伝子組換え作物が多く含まれ、これは世界の遺伝子組換え作物全面積の42％を占めている。このことは、農業者のスマート農業へのこだわりと殺虫剤の使用の減少の証しであると考えられる。
最も多く利用されている4大作物（トウモロコシ、ダイズ、ワタ、キャノーラ）に加え、アルファルファ、テンサイ、パパイヤ、カボチャ、ナス、ジャガイモ、リンゴが市場に出回っている。
傷がつきにくく褐変せずアクリルアミドが少なく疫病耐性のあるInnate®ジャガイモと、傷がつきにくく褐変しないArctic®りんごがアメリカで栽培された。実用化までの年月のかかったプロビタミンAを含む遺伝子組換えゴールデンライス品種GR2Eがカナダ、 オーストラリア・ニュージーランド食品基準機関（Food Standards Australia New Zealand 　FSANZ）で承認されたこと、4.5トンの遺伝子組換えサケフィレがカナダで販売されたことは注目に値する。
新規栽培として、ブラジルでの耐虫性サトウキビ、インドネシアでの耐旱魃性サトウキビ、オーストラリアでの高オレイン酸ベニバナの栽培が世界で初めて行われた。
公的機関によって行われる遺伝子組換え作物研究には、発展途上国の食料生産者や消費者にとって有益な、経済的に重要で栄養価の高い様々な品質特性を持つイネ、バナナ、ジャガイモ、コムギ、ヒヨコマメ、エンドウマメ、マスタードなどが含まれている。
アグリバイオはあらゆる目的に対して、主導的なイノベーションを提供している。

展望

1996年から振り返って、バイオテク作物は地球温暖化、人口増加の進む中でいくつもの解決策を、科学に基づく評価をベースにしてもたらしてきた。慎重なグループもあるが、リスクよりも利益に目を向けていってほしい。バイオテクノロジーを用いることで、2050年に50%の増産を期待できると考えている。新しい育種技術（NBT）についても同じで、ゲノム編集は正確な育種で育種の加速、コスト削減を可能にする。

最後にISAAA 日本代表（北海道大学名誉教授）冨田房男氏より、北海道で大豆（現在、北海道で19,000ヘクタール栽培）とサトウダイコン（現在、北海道では6000ヘクタール栽培）に遺伝子組換え品種を導入すると、減農薬だけでダイズは1ヘクタールあたり約82､000円、サトウダイコンは1ヘクタールあたり約125､000円の増収を見込めるという試算（2018年度のデータに基づく）について紹介があり、遺伝子組換え作物の北海道への導入を応援してほしいというメッセージが伝えられました。