ゲノム編集技術について ゲノム編集農作物・食品の研究開発について ゲノム編集生物の取扱いルールと安全性について 外部リンク

ゲノム編集技術について

  • 【ポイント】
    生物が持つゲノムの中の、特定の塩基配列（DNA配列）を「狙って変化させる」技術です。まず、ハサミの役目をする酵素が、DNAの特定の場所を狙って切ります。切れたDNAは、生物がもともと持っている、DNAを直す仕組みで修復されますが、その過程で塩基配列に変化が起こります。最近では、DNAを「切らずに書き換える」ゲノム編集技術も開発され、利用が進みつつあります。

    【詳しい説明】
    野生の植物を栽培できるようにしたり、色々な目的に合わせた品種を作ったりする品種改良では、遺伝子の変化によって性質が変わることを利用しています。生物の体の中では、自然な環境の下でもDNAが切れることがよくありますが、生物はそれを元通りに修復する仕組みを持っています。大部分は元通りにきちんと修復されますが、たまに間違えて修復してしまい、その部分の遺伝子の塩基配列が変化して、その生物の性質が変わってしまうことがあります。これが突然変異です。

    品種改良で使われる一般的なゲノム編集技術のポイントは、生物が持つゲノムの中の特定の塩基配列（DNA配列）を「狙って切断する」ことです。先に述べたように、生物には切れたDNAを修復する仕組みがありますが、たまに間違いが起こります。ゲノム編集技術で特定の場所を集中的に切れば、結果的にそこに突然変異を起こすことができるというわけです。ゲノム中のどこに突然変異を起こさせるかをあらかじめ決めることができるのが、自然に起きる突然変異やこれまでの人為的な突然変異技術とは異なるゲノム編集技術の大きな利点です。

    ゲノム編集を行うためには、ゲノム中の特定の場所を切るハサミの役目をするものが必要です。そのために開発されたのが「人工ヌクレアーゼ」というDNA切断酵素です。ZFNやTALEN、CRISPR/Cas9などがありますが、いずれも、DNAの4種類の塩基（A、T、G、C）の並び方を目印にして結合し、そこで塩基配列を切断するということは共通しています。（このうち、CRISPR/Cas9については、どのようにゲノムの中から目的のDNA配列を見つけ出し、変異を入れて新しい作物品種を作り出すのかを説明する動画を用意しています（「ゲノム編集ツール、クリスパー/キャスナイン（CRISPR/Cas9）」）。是非ご覧ください。）

    さらに、最近では、DNAを「切らずに書き換える」ゲノム編集技術も開発され、利用が進みつつあります。例えば、ハサミの働きを弱めたDNA切断酵素と塩基置換用の酵素を組み合わせて、DNAを切らずにピンポイントにゲノムの1塩基を別の塩基に変換することができます(塩基編集)。「狙って切断する」場合には、一般的に遺伝子の働きを止めることになりますが、「切らずに書き換える」方法では遺伝子の働きを変えることもできるようになります。

    ◎2020年のノーベル化学賞を、生物の遺伝情報を書き換えることができる「ゲノム編集」の新たな手法・CRISPR/Cas9を開発した女性研究者2人が受賞しました。受賞が決まったのは、次の2人の研究者です。

    ・エマニュエル・シャルパンティエ(Emmanuelle Charpentier)
    ドイツ、マックス・プランク感染生物学研究所 所長

    ・ジェニファー・ダウドナ(Jennifer A. Doudna)
    米国、カリフォルニア大学バークレー校 教授

    スウェーデン王立科学アカデミー発表のプレスリリース(英語）
    （2020年10月7日発表）

    プレスリリース

    スウェーデン王立科学アカデミー発表のプレスリリース(和訳）
    （2020年10月7日発表）

    2020年ノーベル化学賞受賞者発表のプレスリリース

    当サイトのインフォメーションにこのノーベル化学賞受賞に関しての記事を掲載しました。

    ノーベル化学賞受賞

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  • 【ポイント】
    現在、私達の食とそれを支える農業は、食料不足の心配、気候変動、国内農業の強化などのさまざまな社会課題を抱えるとともに、食の多様化やグローバル化といった新たなニーズも生まれています。これらに応えて品種改良をスピードアップするため、「ゲノム編集」が注目されています。特に、これまでの交配による品種改良に長い年月を必要としていた作物での利用が期待されます。
    ゲノム編集は、農業面にとどまらず、医療面・工業面での応用にも大きな注目が寄せられています。私達の生活をとりまくさまざまな課題を解決し、ニーズに応える切り札として期待されています。

    【詳しい説明】
    これまでも増え続ける世界の人口に対して、緑の革命による新品種や化学肥料・農薬などの新農業技術の開発で食糧をまかなってきましたが、昨今は、食糧供給量を上回る速度で世界人口が増加しています。また、皆さんも肌で感じていると思いますが、近年の世界的な気候変動により、農耕地の乾燥化や塩害の拡大、熱帯・亜熱帯地域の病虫害の北上などが切実な問題として浮上しています。
    また、国内では高齢化による農業の担い手不足などの社会課題を抱える農業を強化していく必要がある他、消費者の食生活の変化に合わせ、多様なニーズに合わせた農林水産物・食品を開発する必要も生まれています。

    これらの急速な変化により、品種改良もスピードアップが求められています。そこで期待されているのが、「ゲノム編集」です。ゲノム編集技術は、植物がもともと持っている、収量、環境耐性、栄養成分、食味などに関わる遺伝子をピンポイントで狙って変化させることで、品種改良を大幅にスピードアップできる画期的な技術です。特に、従来の品種改良で必要だった、交配を何度も繰り返す方法の手間とコストを大幅に削減できることから、交配に長い年月を必要としていた作物では、これまでになかったような新品種を作れるようになると期待されます。
    もちろん、交配を中心とした従来の品種改良でも技術の改良が進んでいますので、これらとゲノム編集を組み合わせることで、さらにより良い品種をより早く利用できるようになると期待されます。

    一方、このゲノム編集技術は、医療面や工業面での応用にも、むしろ農業面以上に大きな注目が集まっています。医療面では、例えば、これまで多くの人々が苦しんできた遺伝子の異常が原因となっている遺伝性疾患の根本治療技術の開発にその利用が期待されています。また、健康寿命を伸ばすための機能性食品や、アレルギーの原因物質を減らした食品の開発にも、その応用が期待されています。工業面では、バイオの力を活用した医薬品・有用物質生産をさらに効率良く行うための応用が注目されています。

    このように、ゲノム編集技術は、私達の生活をとりまくさまざまな社会課題を解決し、ニーズに応える画期的な技術として、多大な期待を持たれているのです。

    【おことわり】
    本来、ゲノム編集の応用は農業面にとどまらず、医療・工業など幅広い分野での活用が期待されているものですが、本ウェブサイトでは農業面での利用に焦点を当ててお伝えして参ります。

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  • 【ポイント】
    ゲノム編集を利用すると、今までよりはるかに効率的に品種改良が行えます。ただし、これまでの品種改良でできたものと、遺伝子の変化したものを選ぶという点では変わりはありません

    【詳しい説明】
    今使われている作物は自然界にあった元の植物（原種）とはかなり異なったものです。一つの例として、植物としては種子を広く散布できたほうが子孫が繁栄できますが、作物では種子（例えばおコメ）が飛び散ってしまうと収穫が出来なくなってしまいます。この例の様に、作物は栽培・利用する人間の都合に合わせて原種を作り変えてきたものです。この過程では都合の良い遺伝子を持つ個体を選んできました。多くの形質では、原種に在った遺伝子の機能が変わるか、場合によっては壊れたものが選ばれてきたことが多くの研究で分かっています。長い年月をかけて人間が作物を改良してきた歴史を振り返り、品種改良についてわかりやすく説明する動画を用意しています（「品種改良ってなんだろう」）。詳しくは、こちらをご覧ください。

    これまではたまたまそうした変化に合った遺伝子を持つ個体を探し出してきて交配に使い、品種改良を行ってきましたが、これと同じことを「狙って行う」のがゲノム編集です。ゲノム編集では、目的の遺伝子だけを狙い撃ちして改変することができるため、これまでの偶然に頼り、目的の性質を持つ個体を苦労して探し出して利用することに比べると、はるかに効率的に、しかも確実に品種改良を進めることができるようになりました。ただし、そうした品種改良でできたものはこれまでの品種改良でできたものと「遺伝子の変化したものを選ぶ」という点で何ら変わるものではありません。ゲノム編集に使われる酵素（CRISPR/Cas9）が、どのようにゲノムの中から目的のDNA配列を見つけ出し、ねらいを定めて変異を入れて新しい作物品種を作り出すのかを説明する動画を用意しています（「ゲノム編集ツール、クリスパー/キャスナイン（CRISPR/Cas9）」）。詳しくは、こちらをご覧ください。

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  • 【ポイント】
    ゲノム編集を起こすツ－ル（ハサミの働きをする酵素など）を細胞の中に入れ、特定の遺伝子を狙い撃ちして改変を加え、時にはその機能をなくすことによって農作物を作ります。品種改良では、さらにツ－ルを取り除く選抜を行います。

    【詳しい説明】
    ゲノム編集は作物の持っている遺伝子の中から特定の遺伝子を狙い撃ちして改変を加え、場合によっては機能をなくす技術です。その際、細胞の内部にゲノム編集を起こすツール（ハサミの働きをする酵素など）を入れる必要があります。別項で説明したように、広く使われているゲノム編集のツールにはTALENやCRISPR/Cas9があります。TALENはタンパク質から、CRISPR/Cas9はタンパク質とRNAからできています。原理的にはこうしたツールそれ自体を作物の細胞に送り込むことができれば目的を達することができます。CRISPR/Cas9が遺伝子の中から特定の遺伝子を狙い撃ちして改変を加え作物の性質を変化させる仕組みを説明した動画を用意しています。詳しくは、こちら（「ゲノム編集ツール、クリスパー/キャスナイン（CRISPR/Cas9）」）をご覧ください。
    　実際、微生物や動物での研究では、ゲノム編集ツールを直接細胞内に送り込むことが行われています。ただし、植物では動物などとは違い、細胞壁があるなど様々な理由により、ゲノム編集ツールを直接送り込める場合は限られています。そのため、代わりにゲノム編集ツールの遺伝子を細胞に入れ、そこから細胞内でできるタンパク質やRNAをツールとしてゲノム編集を行う方法が今のところ主流となっています。このツールは役目を終えた後、分解されて消失しますし、ツールの遺伝子はメンデルの法則により、遺伝分離で除くことができます。実際に品種改良にはゲノム編集ツールの遺伝子が無くなったものを選んで使います。なお、作物でもゲノム編集ツールを直接送り込めるようにするための研究が多数取り組まれています。

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  • 【ポイント】
    医学分野では、医学研究、創薬、遺伝子治療で利用されています。また、発酵などに用いられる産業微生物でも利用されています。疾病の診断・予防・治療や素材・材料の供給、環境保全、エネルギ－の再利用・供給などにも貢献する技術です。

    【詳しい説明】
    医療で行われる遺伝子編集は、他の分野で行われるものと分けて考えた方が良い部分があります。医療でゲノム編集を行う場合には、目的の遺伝子以外のところに間違って変異（オフターゲット変異）が起こってしまうと大きな問題になりかねません。そのため、オフターゲット変異が起こりにくくするように様々な工夫がなされており、また、編集が成功した時に得られる効果が大きいことが期待される場合にこの技術が適用されます。医療面の応用では遺伝子の異常による疾患の根治療法として大きな期待が寄せられている一方で、健常人の能力向上等を狙ういわゆるデザイナーベビーについては倫理的な批判が多くあります。いずれにせよ医療面へのゲノム編集の適用は各国政府及び学会等による厳格な管理のもとに研究が進められています。

    農作物の品種改良では従来の突然変異育種の場合でも色々なところに変異が起こっており、それらも使われています。色々な変異が起こったものから良いものを選ぶ選抜の過程で都合の悪い性質はどんどん排除され、また、目的の場所以外に変異が入っていても大きな（悪）影響がなければかまわないからと考えることもできます。従来育種を発展させたゲノム編集では、技術的には目的の遺伝子以外のところに変異が入ったものを選ぶことはほとんどないと言えるでしょう。医療以外の分野での利用の大半は農作物と同じような利用の仕方であることが想定されるので、医療とそれ以外の分野に分けて考えた方が良いと書いたのは、そういった理由からです。

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  • 【ポイント】
    ゲノム編集は、ゲノム上の特定の位置に特定の変異を起こすことが目的です。一方、遺伝子組換えは、ある遺伝子を別の生物のゲノムに導入することで、その生物に新しい性質を付与することが目的です。

    【詳しい説明】
    ゲノム編集では、ゲノム上の特定の位置に、突然変異を起こしたり、遺伝子の塩基配列を狙った並びに変えたりすることが可能です。今のところ、突然変異を起こし、有用形質を得ることを目的とした研究開発がほとんどです。

    遺伝子組換えでは、ある生物から目的とする遺伝子（DNA）を取り出し、別の生物のゲノムに導入することで、その生物に新しい性質を付与することが目的です。交配不可能な異なる種の遺伝子はもちろんのこと、植物に微生物や動物の遺伝子も使うことができます。そのため、外から導入した遺伝子はゲノムの中に残り機能することが重要になります。

    現在行われている多くのゲノム編集技術を利用した研究は、突然変異を起こし新しい性質を持った生物を作ることが目的です。特定の遺伝子を壊すこと（突然変異を起こすこと）が目的の場合は、他の生物の遺伝子（外来遺伝子）を導入する必要はありませんが、現在の植物のゲノム編集では、ハサミ遺伝子を利用するために、遺伝子組換え技術を使う必要があるので、違いが分かりにくいかもしれませんが、その後の交配でハサミ遺伝子は取り除くことで、外来遺伝子が残らないようにすることが可能です。

    遺伝子組換えは新しい遺伝子を足すことで目的の形質を得る技術で、ゲノム編集は既にある遺伝子を変えることで目的の形質を得る技術と言えます。

    また、動物のゲノム編集では、ハサミ遺伝子のmRNAやハサミタンパク質そのものを受精卵に注入するなどして、目的の遺伝子を切断して突然変異を起こすことが可能です。ハサミ遺伝子のmRNAやタンパク質は次世代には残らないため、動物のゲノム編集では目的の遺伝子に突然変異が起きるだけになります。植物でもそのような技術の開発が進められています。

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  • 【ポイント】
    変異それ自体は、ゲノム編集で起こったものでも自然に起こったものでも違いはありません。

    【詳しい説明】
    現在のところ、作物の品種改良で主に使われているゲノム編集技術は、作物のゲノム中から特定のDNA配列を探し出し、その場所を切断することで狙った遺伝子に変異を加えるものです。生物にとってゲノムは生命を維持するために極めて重要なものですので、切断が起こると生物は直ちに修復を行います。自然界には紫外線や放射線、あるいは変異原物質など、ゲノムを傷つける作用を持つものが多数あるため、生物はこうした修復機構を発達させてきました。

    こうした仕組みで、ゲノムに生じた傷はほとんど正確に修復されますが、時には修復が不完全な場合も起こります。その場合にはゲノムを構成するDNAの塩基配列に部分的な欠失や数塩基の付加、あるいは別の塩基への置き換えなどの変異が入ります。ゲノムに自然界で生じた傷であっても、人間が人工的に起こしたゲノム編集による傷であっても、その後の修復は同じ経過をたどります。従って変異それ自体はゲノム編集で起こったものでも、自然に起こったものでも変わりません。ただし、自然界で起こる変異は、どこに生じるのか予想できないランダムなものであることに比べて、ゲノム編集では変異が生じる場所を正確に特定できることが大きな違いです。
    　作物の品種改良で主に使われているゲノム編集酵素（CRISPR/Cas9）が、どのように作物のゲノム中から特定のDNA配列を探し出し、狙った遺伝子に変異を加えることで作物の品種改良が行われるかを説明する動画を用意しています。詳しくは、こちら（「ゲノム編集ツール、クリスパー/キャスナイン（CRISPR/Cas9）」）をご覧ください。

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  • 【ポイント】
    目的のDNA配列を切断した後、修復がどのように行われるかに従って、SDN-1～SDN-3の３つのタイプにカテゴリー分けができます
    ・SDN-1は目的の塩基配列を切断し、修復するだけの技術。
    ・SDN-2は目的の塩基配列を切断し、塩基配列の一部を変えたDNA（もしくはRNA）断片を導入する技術。
    ・SDN-3は目的の塩基配列を切断し、外来遺伝子を組み込んだDNA断片を導入する技術。
    SDN-2とSDN-3は手本となる鋳型（いがた）のDNA（もしくはRNA）断片を利用する点で共通していますが、用いる断片の長さで区別されます（一般的にSDN-3の方が長い）。また、SDN-1とSDN-2（の一部）は、自然界でも起こり得るような変異をもたらす点で共通しています。

    【詳しい説明】
    SDN-1では切断後の自然修復の際に変異が発生し、遺伝子の機能が欠損します。細胞の外で加工（設計）された核酸が導入されませんので、最終的な編集産物は自然突然変異で得られたものと見分けがつきません。

    SDN-2では細胞外で加工（設計）された核酸が、修復の際に導入されます。SDN-2で導入される核酸の数は1～数塩基で、配列の書き換えで変異がおきます。その際により望ましい形質を示すように配列を書き換えますが、同じ種の中に、そうした望ましい形質を示す配列を持った品種が存在している場合には、そうした既存の優良遺伝子配列との区別はできません。

    SDN-3ではSDN-2と同様に細胞外で加工（設計）された核酸が、修復の際に導入されます。SDN-3では導入される核酸は遺伝子であり、このことはSDN-2と異なります。従来の遺伝子組換え技術では外来遺伝子が挿入される場所は決められず、個体ごとに違った場所に入るため、導入遺伝子の発現がそれぞれ異なることがありました。SDN-3はこれを克服する技術として期待されます。

    （参考）
    SDN: Site-Directed Nuclease(部位特異的核酸分解酵素)

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  • 【ポイント】
    特定の配列を認識し、DNAを切断するように設計した酵素をハサミ酵素と呼びます。このハサミ酵素の遺伝子のことです。

    【詳しい説明】
    細胞の中にはDNAを切断する機能を持つDNA切断酵素が色々と存在しています。この中には4～8塩基程度のDNA配列を認識して、その場所でDNAを切断する「制限酵素」もありますが、多くのDNA切断酵素はDNAを切断するだけです。ゲノム編集の一番最初の段階はゲノム上の狙った配列の場所にDNA切断酵素を連れて行き、その場所でDNAを切断することです。そのため現在使われているゲノム編集のツールでは、特定の塩基配列を認識できる様に設計したタンパク質（TALEN）もしくは特定の塩基配列に相補的なRNAとDNA切断酵素が合体したSDN(部位特異的核酸分解酵素)を使います。これらのツールはあたかも狙った場所を切るためのハサミのように使えますので、ゲノム編集ではハサミ酵素、と略称する場合があります。
    　こうしたゲノム編集に使われるハサミ酵素のうち、RNAとDNA切断酵素を合体させたハサミ酵素を用いたゲノム編集ツール（CRISPR/Cas9）の詳しい構造や、働きを説明した動画を用意しています。詳しくは、こちら（「ゲノム編集ツール、クリスパー/キャスナイン（CRISPR/Cas9）」）をご覧ください。

    動物での研究では、このハサミ酵素そのものを直接細胞に送り込んでゲノム編集を行わせる場合が多くありますが、植物では技術的な理由のため、ハサミ酵素自体を直接送り込むことが困難です。そのため、ハサミ酵素の遺伝子を植物細胞に送り込み、このハサミ遺伝子を持つ遺伝子組換え植物としたうえで、ハサミ遺伝子からハサミ酵素を発現させ、ゲノム編集を行った後に、遺伝分離によってハサミ遺伝子が取り除かれた個体を選抜し、利用することが行われています。

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  • 【ポイント】
    従来法では特定の遺伝子を変えることは難しく、非常にたくさんのもの中から選べる可能性があるだけです。しかし、ゲノム編集にない利点もありますので、それぞれの長所を生かす方向で進んでいくと考えられます。

    【詳しい説明】
    ゲノム編集ではゲノム上の特定の遺伝子を狙って切断し、修復の過程で起こる変異を使います。一方、放射線や一部の化学物質でも同じようにゲノムを切断する場合があります。ただしこの場合には、どこに切断が起こり、その結果どの遺伝子が変化するかは全くの偶然によることが分かっています。

    一般に高等動植物のゲノムには数万以上の遺伝子が存在しています。放射線や化学物質では、この内のどれが壊れ、変異が生じるかは全く予想できませんし、いくつもの遺伝子の変異が起こってしまうことも起こります。この中から狙った遺伝子だけに変異が起こったものを探し出すことは大変な労力と時間を要しますし、そもそも狙った変異が含まれるかどうかも予想不可能です。

    これまでの品種改良では、目的の形質を持つ個体を大きな努力を行って探してきましたが、ゲノム編集では目的の遺伝子を狙い、望ましい変異を持つ個体をほぼ確実に得ることが可能になりました。これにより品種改良は大幅にスピードアップすると期待されます。ただし、ゲノム編集は目的の遺伝子に関する情報がないと進めることができませんが、放射線や化学物質による変異では、そうした情報が無い場合でも、変異処理を行った集団を準備して望ましい個体を探索することが可能です。今後も両者の長所を生かした研究が進められていくと考えられます。

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ゲノム編集農作物・食品の研究開発について

  • 【ポイント】
    国内では、健康機能性成分GABA（ギャバ）を多く含むトマト、天然毒素（ソラニン・チャコニン）を大幅に減らしたジャガイモ、穂につく粒の数を増やした多収性のイネ、食べられる身の部分を増やしたマダイなどの研究開発が進められています。

    【詳しい説明】

    我が国では、2014年度から始まった内閣府のSIP（戦略的イノベーション創造プログラム）と呼ばれる事業や、文部科学省の科学研究費補助金による研究などの中で、ゲノム編集技術を利用した農林水産物の研究開発が進められてきました。

    これらを通じて開発された農林水産物のうち、いくつかの生物が規制官庁への届出を完了しています。

    ①血圧上昇抑制やリラックスに効果がある健康機能性成分GABAを多く含むトマト
    ゲノム編集によりGABAを高めたトマトが厚生労働省と農林水産省に届出・情報提供されました(2020.12.10)

    ②食中毒の原因となる天然毒素（ソラニン・チャコニン）を大幅に減らしたジャガイモ
    ゲノム編集技術により天然毒素を減らしたジャガイモの栽培試験が可能になりました(2021.4.9)

    ③食べられる身の部分を増やしたマダイ
    ゲノム編集により作り出された肉厚マダイが厚生労働省と農林水産省に届出・情報提供されました(2021.9.17) 

    ④穂発芽しにくいコムギ 
    ゲノム編集技術により作出された穂発芽しにくいコムギの栽培試験が可能になりました(2021.9.22) 

    これらの他にも、研究途中のものとして、受粉作業をしなくても実がなるトマト（農家さんの省力化や夏場の安定生産につながる）、芽が伸びないジャガイモ、皮が紫色のシャインマスカット、日持ちの良いトマトやメロン、花粉の出ないスギなどがあり、私達にとっていろいろなメリットを持つ農林水産物の研究開発が進んでいます。

    （2021年10月14日改訂） 

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  • 【ポイント】
    ゲノム編集技術により、人体の生体調節機能に関わる成分（機能性成分）を高めた農作物です。アメリカでは、健康に良いとされるオレイン酸に富むダイズが開発され、高オレイン酸オイルとして流通がすでに始まっています。また、国内では機能性成分GABA（ギャバ）を多く含むトマトの品種がゲノム編集により開発されています。

    【詳しい説明】
    食品の「機能性」には、１）栄養機能（生体構成成分の供給源および生命活動のエネルギー源となる栄養面でのはたらき）、２）感覚機能（嗜好や感覚器官に対するはたらき）、３）生体調節機能（生体の制御および恒常性維持にかかわるはたらき）の３つの機能があるとされています。このうち、３つ目の生体調節機能に関わる成分は、単に「機能性成分」とも称されることがあります。

    農林水産物の体の中で、この機能性成分を作る遺伝子やその働きが分かっている場合、ゲノム編集を利用してこの遺伝子の働きを抑えたり調節したりして、機能性成分を高めることができる場合があります。

    例えば、トマトでは、機能性成分GABA（ギャバ）を多く含む品種がゲノム編集により開発されています。血圧上昇抑制効果のあるγ-アミノ酪酸（GABA）は、通常のトマトにも含まれてはいますが、効果を得るためにはかなりの量を毎日食べる必要があります。トマト果実にGABAを貯めることに関係のある酵素（タンパク質の一種）の働きを向上させることによって、通常食べる量でも健康機能性が発揮されるトマトが作られました。

    また、アメリカでは、健康に良いとされるオレイン酸を多く含む油を取るためのダイズが開発され、2019年２月頃から流通が始まっています。

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  • 【ポイント】
    一概にいくらと言うことは難しいですが、これまでの品種改良法と比べて低コストでの開発が可能となると考えられています。

    【詳しい説明】
    一般的に、ゲノム編集のような技術を用いた研究開発や、農作物の品種改良にかかるコストは、どのような作物の、どのような性質を対象とするかによって大きく変わり、一概にいくらと言うことは難しいです。

    ただし、品種改良の出発点として、ある性質の元となる遺伝子が変化した作物を見つけ出す段階で、これまでは大きなコストが必要でした。つまり、従来の方法では、国内外から集めた膨大な数のコレクション（遺伝資源）の中から選びだしたり、放射線などで人工的に突然変異を起こした膨大な数の集団の中から選びだしたりするのに、多大な時間・場所・人手（すなわち、コスト）をかけていました。

    ゲノム編集技術は、ある性質の元となる遺伝子を狙って変化させることができる技術ですので、これまでの方法で多大なコストをかけて見つけ出してきたものと同じものを、低コストで作ることが可能です。従って、私達の食や農業にメリットのある新しい品種が次々と作られていくことに繋がりますし、比較的小さな会社や団体でも、品種開発に参加できるようになると期待されています。

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  • 【ポイント】
    ゲノム編集によって作られる食品は基本的には私達がこれまで食べてきた食品と同様だと予想されますが、新しい機能性成分を増加させるなどの今までにはない食品が開発される可能性もあります。

    【詳しい説明】
    ゲノム編集技術は、基本的に、その生物がもともと持っていた遺伝子を変化させる技術で、それは自然界や放射線などでも生じるものと同じような変化です。その点では、ゲノム編集技術を活用して開発される農林水産物や食品の多くは、これまで私達が食べてきた食品と同じようなものができると予想されます。

    しかし、中には、新しい機能性成分を増加させるなど、これまで開発されてこなかった食品が開発される可能性があるのも確かです。そのような場合には、厚生労働省が定めるゲノム編集技術応用食品等の食品衛生上の方針と取扱要領に従って、開発者等から届け出られる情報に基づき、必要に応じて安全性審査等が行われることとなります。

    その結果、安全性が確認されたものだけが流通することとなります。（「ゲノム編集生物の取扱いルールと安全性について」を参照ください。）

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  • 【ポイント】
    海外では、高オレイン酸ダイズやもち性トウモロコシなどの開発が進んでいます。ゲノム編集技術を活用した農林水産物の実用化は、この高オレイン酸ダイズ（アメリカ）が世界初とされており、我が国にはまだ流通していないと考えられます。

    【詳しい説明】
    海外でもゲノム編集技術を用いたさまざまな農作物の開発が進んでいると考えられます。特に、報道などで注目されることの多い開発例には以下のようなものがあります。

    ①高オレイン酸ダイズ（アメリカ）
    健康に良いとされるオレイン酸を多く含む油を取るためのダイズがアメリカで開発され、2019年2月頃から海外では流通が始まっています。

    ②もち性トウモロコシ（アメリカ）
    工業原料用としてもち性のでんぷんを多く含むトウモロコシが開発され、2020年には農家での栽培が開始される見込みです。

    この他、褐色になりにくいマッシュルーム、病気に強いコムギ、食物繊維を高めたコムギ、なども開発されています。
    世界的に見ても、ゲノム編集技術を活用した農林水産物の実用化は、上記の高オレイン酸ダイズが初めてと考えられており、我が国にはまだ流通していないと考えられます。

    農林水産省によるゲノム編集技術で得られた農林水産物の取扱いの具体的な手続き案によれば、ゲノム編集作物等を輸入する場合には、輸入者は農林水産省へ情報提供をするよう求められています。また、輸入したゲノム編集技術応用食品を流通させる場合には、厚生労働省への届出も求められています。さらに、これらの情報は基本的に公開されます。輸入されるゲノム編集農林水産物・食品については、これらの過程で把握されると予想されます。

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ゲノム編集生物の取扱いルールと安全性について

  • 【ポイント】
    ゲノム編集食品のうち、自然界でも起こり得るような遺伝子の変化だけを持つものの安全性は、従来の食品と同等と考えられています。さらに、そのような食品についても、厚生労働省への「届出」の中で、食品安全に関する情報も届け出ることが求められており、安全性が確認された食品が流通します。

    【詳しい説明】
    ゲノム編集技術を応用して作られた食品のうち、外来遺伝子が残っておらず、自然界で起こり得るような変異によるものは、自然に起こる突然変異や従来の品種改良で生じる遺伝子の変化の範囲内であるため、その食品としての安全性は従来の食品と同等、と考えられています。従って、そのような食品は食品衛生法による規制の対象とはならず、遺伝子組換え食品に課されているような安全性審査は不要とされています。

    ただし、「組換えDNA技術」に該当しないような食品についても、開発者等は必要な情報を厚生労働省へ「届出」をすることが強く求められています。届出をする情報としては、どのような食品をどのように開発したか、外来遺伝子が残っていないか等の情報に加え、
    ①新たなアレルゲン物質の産生や毒性を持った物質の増加が起きていないか
    ②特定の成分の増加/低減を行った場合には、関連する成分がどのように変化しているか
    といった食品安全に関する情報も含まれています。厚生労働省は、事前相談の段階で、必要な場合には食品安全委員会（内閣府）への問い合わせも行いながら検討し、安全性について判断することとなっています。安全性が確認された食品が届出されて、それが受理された後に流通することとなります。

    一方で、「組換えDNA技術」に該当すると判断された食品については、遺伝子組換え食品としての安全性審査を受け、安全性が確認された食品のみが流通可能となります。

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  • 【ポイント】
    ゲノム編集の際、ごくまれに狙った場所以外のDNA配列が切断され、意図しない変異が生じることを「オフターゲット変異」（もしくは単にオフターゲット）と言います。オフターゲット変異が起こりにくいようにしたり、起きていない個体を選んだり、交配などの過程で取り除かれたりすることにより、品種にオフターゲット変異が残る可能性は極めて低いと考えられます。また、万が一残っても、同じような変異は自然界や従来の品種改良の過程でも起こっており、食品安全上のリスクは従来の品種や食品と変わらない、と言えます。

    【詳しい説明】
    ゲノム編集技術の基本は、生物が持つゲノムの中の特定のDNA配列を狙って切断することですが、特定の場所を切るためには、その場所を狙って結合するガイドRNAやDNA結合タンパク質が必要です。これらの分子がごくまれに狙った場所以外の配列に結合して切断が起こり、意図しない変異が生じることがあります。これを「オフターゲット変異」（もしくは単にオフターゲット）と言います。

    DNAは4種類の文字（A、T、G、C）で書かれています。例えば、CRISPR/Cas9のガイドRNAが認識する20文字分の並び方は1兆通りにもなりますので、適切にガイドRNAを設計すれば、原理的には狙った場所だけが切断されることになります。しかし生物のゲノムの中には、本来のターゲット配列によく似た（数塩基だけ異なる）配列が含まれることがあり、そのような配列でまれに切断が起こることがあります。

    意図しない変異が起こることは基本的にあまり望ましくありませんので、ゲノム編集技術を利用して品種改良を行うときには、以下のような考え方でオフターゲット変異の影響を最小限に抑えるようにします。

    ①オフターゲット変異が起こりにくいようにする。

    ゲノム情報が分かっている農作物等では、オフターゲット変異が起こりそうな（本来のターゲット配列によく似た）配列が極力少ない箇所を選んでゲノム編集のターゲットにします。また、オフターゲットが起こりにくいゲノム編集酵素や手法も開発が進んでいて、それらを使うことでオフターゲット変異が起こる可能性を減らすことができます。

    ②オフターゲット変異が起きていない個体を選ぶ。

    オフターゲット変異が起きるのは主として本来のターゲット配列によく似た箇所ですので、そのような箇所を調べることで、オフターゲット変異が起きていない個体を選ぶことができます。

    また、ゲノム編集された個体は通常、品種改良の「材料」として使われ、さらに交配や選抜を行って新しい品種となります。その過程で、何か望ましくない性質（例えば、上手く育たない、美味しくない等）が見られた個体は取り除かれて品種になることはありませんので、そのような問題を引き起こすオフターゲット変異も取り除かれます。

    上記の①・②を経てオフターゲット変異が残る可能性は極めて低いと考えられます。また、万が一それが残ってしまっても、同じような変異は自然界や従来の品種改良の過程でも起こっており、最終的な食品安全上のリスクは従来の品種や食品と変わらない、と言えます。

    なお、ゲノム編集を医療目的で利用する場合（特に生体内で直接ゲノム編集を行う場合）は、上記のような品種改良で利用する場合とはオフターゲット変異の意味合いが全く異なりますので、極めて慎重な取扱いが求められます。従って、オフターゲット変異の安全性は利用場面により大きく異なることに留意して考える必要があります。

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外部リンク

▶農林水産省のゲノム編集技術解説サイト

▶農林水産省の解説動画「ゲノム編集技術」

▶日本植物バイオテクノロジー学会のゲノム編集解説マンガ

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