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遺伝子組み換え



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遺伝子組み換え作物(GMO)
GMO=Genetically Modified Organismsの略
  • 遺伝子組み換え作物(GMO)は、外部から別の生物の遺伝子を入れ、自然にない性質を持たせた作物のこと。
    GMOはいま、世界中の農地を占領しつつある。1996年には170万fだった作付け面積は2002年には5870万fと広がった。米国ではダイズの作付け面積の81%、トウモロコシの40%がGMOになった。
    日本はダイズ90%強、トウモロコシの100%を輸入してしており、輸入全体に占めるアメリカの比率はダイズで約7割、トウモロコシで約9割を占める


アメリカでは「トウモロコシ」「ダイズ」は動物のエサとしている。
  • 家畜のエサには遺伝子操作を認めている。
    アメリカでは人間の口に入る小麦は遺伝子操作を認めていない。
    そのトウモロコシダイズを輸入しているのが日本。
    うつ病や異常行動の日本人が増えている原因の可能性もある。
    →「狂牛病


遺伝子組み換え生物の利用が世界的に急速に広まっている。
  • 組み換え作物の作付け面積は過去5年で30倍に増え、魚など農作物以外での研究も進んでいる。だが遺伝子を人工的に組み込んだ生物が自然界にはびこれば生態系を破壊するという懸念も強まっている。
    2000年には組み換え生物の輸入などを規制する「カルタヘナ議定書」が採択され、政府も新たな規制を検討しはじめた。
  • 2004年9月現在、日本ではジャガイモ・大豆・トウモロコシ・テンサイ・菜種(ナタネ)・ワタの6品目について遺伝子組み換え(GM)作物の流通が認められている。当然ながら米国では、これらGM作物の栽培に取り組む農家が増えている。
    イリノイ州で代々農業を営むケン・ハートマンさんは1000エーカーで、除草剤に耐性があるGM大豆を作っている「やっかいな農薬散布の回数が減らせる」というのが理由だ。
    GM作物は米農業化学大手、モンサントが除草剤「ラウンドアップ」に耐性がある作物を作ろうと、大豆に遺伝子を組み込んだのがキッカケ。1996年に登場した。ほかに、特定の害虫に強い遺伝子を組み込んだトウモロコシなどもある。
    米国の農家の多くはGM作物は品種改良の1つにすぎないとの考えだ。
    日本では一般に流通している納豆や豆腐については、原料にほとんどGM作物は使われていない。ところが、サラダ油など知らず知らずのうちに、口にしていることも少なくない。日本の製油メーカーはすでに、GM大豆やナタネを使用。日本農林規格(JAS)制度では油の原料がGM作物であるかどうかの表示は義務づけていない。組み入れた遺伝子は加工過程で分解されて食品に残らないため、健康には影響がないと判断している。
    モンサントは2004年5月、GM小麦の開発をいったん中止すると発表。米国人の主食である小麦については他の作物のようにはいかなったようだ。米国人の食の根幹であるパンに絡むので問題が大きくなったようだ。








人間の遺伝子組み換え?
「生物学的に2人の母親の遺伝子を受け継ぐ赤ん坊が、米国で、世界で初めて誕生していたことが分かった。両親の遺伝子のほかに、不妊治療の一環として利用した他の女性の遺伝子が、子供に遺伝していた。治療を実施した研究チームは、「赤ん坊は健康で異常は見つからない」と主張しているが、「人間の遺伝子の組み替えであり、倫理的に問題」との声も挙がっている。
これは、米ニュージャージー州のセント・バーナバス医療センターで誕生した2人の赤ん坊。卵子の質が悪く子供が出来ない女性に対し、別の健康な女性の卵子の「細胞質」を注入した上で精子と受精させる「細胞質移植」と呼ばれる治療を実施した。両親からの遺伝情報を伝える「細胞核」には影響しないため、子供には両親の遺伝子がそのまま受け継がれるとされてきた。
ところが同センターで誕生した15人の赤ん坊のうち、1歳になる2人の赤ん坊の細胞質に、細胞質提供者の遺伝子が確認された。遺伝子は、細胞核内で受精にあずかるもの以外に、核外のミトコンドリアにもあり、赤ん坊のミトコンドリア中に細胞質提供者の遺伝子が含まれていた。
同センターでは、30人の女性にこの治療を施して12人が出産。うち3人は双子を産んだ。どの赤ん坊にも健康上の問題は無いという。」
「不妊女性の卵子に体外受精をする際、夫の精子だけでなく、別の女性の卵子の細胞質を注入する方法で誕生した子供が、両親の遺伝子に加え、細胞質を提供した女性からの遺伝子も一部受け継いでいることが5日までに分かった。
出産を成功させたのは、米ニュージャージー州の聖バルナバス医療センター生殖医科学研究所のグループ。英国の専門誌ヒューマン・リプロダクションに発表した。この方法で、これまで30人の子供が産まれているという。
この技術は、妻の卵子に問題があって子供が出来ない夫婦間の体外受精の際に、別の女性の卵子から採った細胞質を注入。この結果、卵子が受精能力を回復し健康な子供が生まれた。
研究グループは1997年にこの方法での子供の誕生を学会誌に報告。最近になって子供2人の遺伝子を調べたところ、両親以外に、細胞質を提供した女性の遺伝子もごく一部だが受け継いでいた。細胞質を提供した女性から受け継いだ遺伝子は、細胞質に含まれるミトコンドリアという細胞内小器官の遺伝子の一部で、多くの遺伝情報にかかわる細胞核の遺伝子とは異なるという。担当の医師は「遺伝子に何ら人工的は操作は加えていない」としているが、英BBC放送によると、この方法は英国などいくつかの国で違法とされ、倫理面からの批判も出ている。日本ではこの方法による不妊治療は行われていない。


緑色に光るネズミ
大阪大学微生物病研究所は、遺伝子組み替え技術を応用し、暗闇で緑色に光るネズミをつくることに成功した。発光クラゲの遺伝子をネズミに注入した。ほ乳類での発光は世界で初めて。
 発光ネズミを開発したのは同研究所の岡部勝・助教授と伊川正人研究生ら。オワンクラゲという発光クラゲが体内に持つ特殊なタンパク質[GFP]に注目。それを作る遺伝子を通常のネズミの受精卵に注入して子供を誕生させた。生まれたネズミに暗闇で紫外光を当てると、ネズミは全身から緑色の光を出した。

「緑色蛍光タンパク質GFPの発見と開発」で下村脩氏が2008年のノーベル化学賞を受賞した。1960年代に北米の西海岸を海流に漂うオワンクラゲからGFPを単体で獲りだした。GFPは紫外光を当てると、緑色の蛍光を発する事を突き止めた。







厚生労働省はこのほど、ヂュポンが申請していた心臓病の予防効果をうたった遺伝子組み換えダイズの販売を認めた。国内でこれまで認可された約30種類の遺伝子組み換え食品のうち、健康にいいと言うのは初めて。
このダイズは不飽和脂肪酸の1種であるオレイン酸を作る遺伝子を導入している。この大豆を食べると心臓病の原因になる血中のコレステロールを抑える効果があるという。

大豆など遺伝仕組み換え作物の商業生産が米国などに続き日本国内でも近く始まる予定。組み換え作物は病害虫に強い反面、生態系への影響が不明。そこで日本政府は組み換え生物の生態系への影響を事前調査する法律の制定に乗り出そうとしている。
宮城県内の大豆畑約50アールで2002年、米国から輸入した遺伝子組み換え種子による、除草剤に抵抗性を持つ品種の試験栽培が実施された。
畑に除草剤をまくと雑草はすべて枯れ、組み換え大豆だけが生き延びる。
2001年の世界の遺伝子組み換え作物の作付け面積は約5260万ヘクタールで、世界の全耕地面積の約4%に達した。最も盛んな米国の場合、大豆の約8割が組み換え作物だ

大豆の中に意図せずに組み替え大豆が混入した場合・・・・何%までなら『遺伝子組み換えでない』と表示できるか?
・日本・・・・5%以下
・韓国・・・・3%以下。
・欧州・・・・0.9%以下
★日本の食品は危ない!?
1994年、アメリカの圧力を受けて、遺伝子組み換え食品の輸入を許可した。日本人ぐらい遺伝子組み換え食品を食べている国民は他にいない。


電中研は、鉄分を蓄える働きがあるダイズの遺伝子をレタスに組み込んだ。組み換え食品は、「将来の食糧難を解決する夢の技術」として1994年に米国で初めて実用化。だが、99年頃から欧州の消費者を中心に安全性への不安が高まり、不買運動も起きた。
消費者の抵抗感が強い理由の1つとして、これまでの組み換え食品が害虫や農薬に強いといった、農家に都合の良いだけのものであった。という反省が業界にある。

カナダ東部のプリンスエドワード島。外界から隔離された島の養魚場のサケは普通の2倍のスピードで育つ。バイオベンチャーのAFプロテイン(米マサチューセッツ州)が作製した遺伝子組み換えサケだ。
成長ホルモンを多く分泌するよう遺伝子を改変していある。
近くこのサケは市場に出る予定だ。
同社は冷たい海に住むオヒョウの遺伝子を組み込んだ耐冷サケの開発も進めている。寒冷地でサケを養殖するネライだ。このほか世界では遺伝子組み換えニジマスやコイ、ティラピア、アワビなどが作られ、ティラピアについてはキューバで近く出荷される予定。東京水産大学の隆島史大学長は「魚の遺伝子組み換え技術は実用レベルに達した。今後は組み替えが普及していくだろう」とみる。

遺伝子組み換え作物の栽培に世界で最も熱心な米国だが、カナダで開発された「遺伝子組み換えサケ」が輸入されそうな事態を前に、米紙が警鐘を鳴らしている
バイオテクノロジーで作り出されるのは大半が微生物だろう、と考えられていた1980年代半ばの規制があるだけだ。
その結果、殺虫効果を備えたトウモロコシや、クモの遺伝子を持ち絹を作り出すヤギが生み出されてしまった。
サケの例は、規制の枠組みがいかに改定を必要としているかを示している。
最近、60の消費者・環境保護団体の連合体が、成長ホルモンを遺伝子に組み込んだため、早く成魚となるサケの輸入と流通を禁じるよう、米食品医薬品局(FDA)に申し立てた。
このサケはカナダで開発され、まだ市場に出回ってはいないが、人間が食べても特に健康上の影響はないとされる。しかし、環境学者たちは、もし遺伝子を組み換えられたサケが普通の魚の生息する海に逃げ込んだら、野生のサケと交尾して生態系のバランスを壊す可能性があると危惧している。
輸出するトウモロコシには、何も発言しないで、自らが食べる可能性が出てきたサケには、反対するというのは、不思議なことですね。→遺伝子組み換え小麦










チョウの幼虫が死ぬ
作物を食害するガの幼虫を殺す物質を作り出す遺伝子組み換えトウモロコシについて、その花粉がついた葉を食べたチョウの幼虫まで殺してしまった、とする研究論文が昨年米国で発表され、問題になった。


●混入
「米カリフォルニア大学は2000年、メキシコの野生のトウモロコシに遺伝子組み換えトウモロコシの成分が含まれていたと英科学誌ネイチャーに発表した。」
「2002年11月。米国で医療原料を作るために遺伝子組み換えされたトウモロコシが周辺農場の穀物に混入していたことが発覚した。
米植物バイオ会社・プロディジーンがネブラスカ州とアイオワ州の実験圃場で栽培していたトウモロコシは、医薬原料を生産する遺伝子が人工的に組み込まれているため、人間が間違って食べるとアレルギー症状を引き起こす恐れがある」


遺伝子組み換えナタネが自生
国立環境研究所は千葉県内の国道沿いで遺伝子組み換えセイヨウナタネが自生しているのを2004年11/6までに確認した。
輸入した種が輸送中にこぼれ落ちて成長したと考えられる。
ナタネの花粉は同じアブラナ科の植物と交雑しやすいため、自然の生態系への影響が懸念される。


「2009年、実験動物中央研究所(川崎市)と慶応大のチームは、サルの遺伝子組み換えに成功した。受精卵に外来の遺伝子を導入してサルの子供をつくり、さらにその子供が成長して他のサルとの間に生まれた子供まで遺伝子が受け継がれた。
成果は5/28、ネイチャーに発表。
遺伝子を組み換えたのは、コモンマーモセットというサルの一種。
研究チームはサルの受精卵に蛍光を発するタンパク質の遺伝子を導入して、オスとメスの5匹のサルが生まれた。毛や血液、皮膚などに紫外線を当てたところ、この遺伝子が働いて蛍光を発した。
このうち成長したオスザルの精子を、他のサルの卵子と受精させ産まれた子ザルにも遺伝子が引き継がれていた。同研究所の佐々木えりか室長は“二世代にわたって遺伝子を受け継ぐ霊長類が誕生したのは初めて”と話している。」




スーパー雑草
突然変異
  • 遺伝子組み換えで1つの除草剤を大量に使い続けた結果、アメリカやカナダの農地で、除草剤を使っても枯れない「スーパー雑草」が増えている。
  • 雑草が突然変異し除草剤に耐性を持ち始めた。
  • ブラジルやアルゼンチンでもスーパー雑草が出現している。




ベクター(遺伝子の運び役)
タンパク質をつくる
  • 2010年、横浜市立大学は、組み換えタンパク質を効率よく作ることができるベクター(遺伝子の運び役)を開発し、企業への技術移転活動を始めた。
    • 開発したベクターはプラスミドというDNAをリング上にしたもの。
  • 発現させるタンパク質の遺伝子を組み込む際に、特殊な配列のDNAを埋め込んだ。
  • 遺伝子が間違った形でプラスミドに組み込まれると、制限酵素の働きでプラスミドが切れてしまい、タンパク質が発現できない仕組みを採用した。
  • 遺伝子が正しく組み込まれた場合のプラスミドは大腸菌などに入れれば、ほぼ100%正しいタンパク質を作れる。従来の手法では間違った形で遺伝子を組み込んだプラスミドもそのまま大腸菌に入れてしまうため、タンパク質ができずに効率が悪かった。




ヒトの細胞
組み替え効率が10倍
  • 2012年、足立典隆・横浜市立大学教授は、ヒトの細胞で遺伝子組み換え効率を高め、白血病の細胞で効果を確認した。
  • 遺伝子組み換えは、組み換えたDNAを増幅・維持させるベクターと呼ばれる核酸分子を、組み換えたい遺伝子に組み込む手法が主流。この手法では狙った場所に導入できる効率が悪かった。
  • 足立教授は、プロモーター(組み込んだ遺伝子の発現を促す部分)をベクターから除外し、組み込まれる側の遺伝子が持つプロモーターを遺伝子発現に利用した。




遺伝子改変技術
短期間で効率的に改変する技術・・・「ゲノム編集」
  • 2014年、遺伝子の改変を従来より効率的にできる「ゲノム編集」という新しい技術で、広島大学は遺伝子改変マウスを最大100%の効率で作製することに成功した、
  • ゲノム編集では特定のDNAの塩基配列に結合するタンパク質と、DNAを切断するヌクレアーゼという酵素からなる。
  • タンパク質と酵素はくっついており、人工ヌクレアーゼとも呼ばれる、
    • 人工ヌクレアーゼ
      1. 1996年、「ZEF」
      2. 2010年、「TALEN」
      3. 2013年、「タリスパー/Cas9」
  • 広島大学の山本タク教授らはほ乳類の遺伝子を効率的に改変する人工ヌクレアーゼを開発した。「プラチナTALEN」と名付け、TALENを改良した。
    1. 作製にかかる期間・・・半年〜数ヶ月
    2. 組み替え効率・・・・高い
    3. 特定の動物以外にも応用できる。

組み換え技術を使わないで遺伝子を操作
  • 2014年、名古屋大学の水多陽子研究員と東山哲也教授らは、遺伝子組み換え技術を使わないで植物の遺伝子を操作する手法を開発した。
  • 高価な試薬を使わずに、簡単に遺伝子の働きを操作できる。
  • 新技術は細胞内で特定の遺伝子を抑える「S化オリゴ」という人工DNAを活用。
  • この物質と花粉を一緒に入れ、温度などを一定にして培養すると、花粉がS化オリゴを吸収する、
  • 実験植物シロイヌナズナを使い、受粉後に伸びる花粉管に関わる3つの遺伝子の働きを抑えた。
    1. 「Ca1S5」(遺伝子)
      • の働きを抑えると、花粉管は長く伸びることができなかった
    2. 「ROP1」(遺伝子)
      • を抑えると、まっすぐに伸びず蛇行した。
    抑える遺伝子の種類は自由に決められるという。
  • これまでは、遺伝子の働きを調べる際は、組み換え技術を使うのが一般的。
  • 遺伝子を組み換えた植物は、タネが外部に飛ばないように大がかりな施設が必要だった。
  • S化オリゴを使うアイデアもあったが、高価で毒性のある薬品が必要だった。





関連情報 牛肉」「大豆」「トウモロコシ」「形質転換











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