遺伝子組み換えは、生物の遺伝的構成を変えるプロセスです。これは、植物や動物の制御された、または選択的な育種によって、何千年もの間間接的に行われてきました。現代のバイオテクノロジーにより、特定の遺伝子を標的として遺伝子工学を介して生物をより正確に改変することがより簡単かつ迅速になりました。
「遺伝子組み換え」および「遺伝子組み換え」という用語は、遺伝子組み換え食品、または「GMO」食品のラベル付けに関連して、しばしば互換的に使用されます。バイオテクノロジーの分野では、GMOは遺伝子組み換え生物の略ですが、食品業界では、この用語は、意図的に操作され、選択的に育種された生物ではない食品のみを指します。この不一致は消費者間の混乱を招くため、米国食品医薬品局（FDA）は、食品の遺伝子操作（GE）という用語を好みます。
遺伝子組み換えの簡単な歴史
ハーバード大学の公衆衛生科学者であるGabriel Rangelの記事によると、遺伝子組み換えは、人間が選択的に生物を育てることによって遺伝学に影響を与えた古代にさかのぼります。数世代にわたって繰り返されると、このプロセスは種の劇的な変化につながります。
ランゲルによれば、犬はおそらく意図的に遺伝子組み換えされた最初の動物であり、その取り組みの始まりは約32、000年前にさかのぼります。野生のオオカミが東アジアの狩猟採集者の祖先に加わりました。そこでは犬が飼いならされ、繁殖能力を高めるために繁殖されました。何千年もの間、人々は異なる性格と身体的特徴を持つ犬を飼育し、最終的に今日私たちが目にする犬の多様性につながります。
最も早く知られている遺伝子組み換え植物は小麦です。 Journal of Traditional and Complementary Medicineに発表された2015年の記事によると、この貴重な作物は、中東とアフリカ北部の肥沃な三日月と呼ばれる地域で発生したと考えられています。古代の農家は、紀元前9000年頃から小麦草を選択的に育てていました。より大きな穀物とより硬い種子を持つ家畜化された品種を作るため。紀元前8000年までに、国産小麦の栽培はヨーロッパとアジアに広がりました。小麦の継続的な選択的育種により、今日栽培されている何千もの品種が生まれました。
トウモロコシはまた、過去数千年の間に最も劇的な遺伝的変化のいくつかを経験しました。主食作物は、ほんの少しの穀粒しか持たない小さな耳を持つ野草であるテオシンテとして知られている植物に由来していました。時間の経過とともに、農家はテオシント草を選択的に育て、穀粒で破裂する大きな穂を持つトウモロコシを作りました。
Rangel氏によると、これらの作物以外にも、今日私たちが食べる多くの農産物（バナナ、リンゴ、トマトなど）は、何世代にもわたって選択育種されています。
組換えDNA（rDNA）をある生物から別の生物に特異的に切断して転送する技術は、1973年にカリフォルニア大学サンフランシスコ校およびスタンフォード大学の研究者であるハーバートボイヤー氏とスタンリーコーエン氏によってそれぞれ開発されました。ペアは、DNAの断片をある細菌株から別の細菌株に移し、改変された細菌の抗生物質耐性を可能にしました。翌年、2人のアメリカの分子生物学者であるBeatrice MintzとRudolf Jaenischは、遺伝子工学技術を使用して動物を遺伝的に改変する最初の実験で、外来の遺伝物質をマウス胚に導入しました。
研究者たちはまた、医薬品として使用される細菌を改変していました。 1982年に、人間のインスリンは遺伝子組み換えから合成されました 大腸菌 ランゲル氏によれば、バクテリアは、FDAにより承認された最初の遺伝子組み換えヒト用医薬品となりました。
遺伝子組み換え食品
オハイオ州立大学によると、作物を遺伝子組み換えする主な方法は4つあります。
- 選択的育種：植物の2つの系統が導入され、特定の機能を持つ子孫を生成するために育種されます。 10,000から300,000の遺伝子が影響を受けます。これは遺伝子組み換えの最も古い方法であり、通常、GMO食品カテゴリーには含まれません。
- 突然変異誘発：植物の種子は、生物を突然変異させるために化学物質または放射線に意図的に曝されます。望ましい特性を持つ子孫は維持され、さらに育てられます。突然変異誘発もまた、通常、GMO食品カテゴリーには含まれません。
- RNA干渉：植物の個々の望ましくない遺伝子は、望ましくない特性を取り除くために不活性化されます。
- トランスジェニック：ある種から遺伝子を取り出し、別の種に移植して、望ましい形質を導入します。
リストされている最後の2つの方法は、遺伝子工学のタイプと見なされます。 FDAによれば、今日、特定の作物は遺伝子工学を経て、作物の収量、昆虫の損傷に対する耐性、植物の病気に対する耐性を向上させ、栄養価を高めています。市場では、これらは遺伝子組み換え作物、またはGMO作物と呼ばれています。
ジョージア州のオックスフォードカレッジオブエモリー大学の作物科学者であるNitya Jacob氏は、「GMO作物は農業問題を解決する上で大きな可能性を示した」と語った。
米国での栽培が承認された最初の遺伝子組み換え作物は、1994年にFlavr Savrトマトでした。新しいトマトは、トマトが摘み取られるとすぐにフワフワになり始める遺伝子の不活性化のおかげで、より長い保存期間がありました。カリフォルニア大学の農業天然資源部門によると、トマトは風味が強化されていることも約束されていました。
FDAによると、今日、米国で栽培されている最も一般的な作物は綿、トウモロコシ、大豆です。大豆の93パーセント近く、トウモロコシの88パーセントが遺伝子組み換えです。米国農務省（USDA）によると、改良綿などの多くのGMO作物は、昆虫に耐性を持つように設計されており、地下水や周囲の環境を汚染する可能性のある農薬の必要性を大幅に減らしています。
近年、GMO作物の広範囲にわたる栽培はますます論争の的になっています。
「懸念の1つは、GMOの環境への影響である」とジェイコブ氏は語った。 「たとえば、GMO作物からの花粉は、非GMO作物の畑や雑草集団に流れ込む可能性があり、これにより、非GMOが他家受粉によりGMO特性を獲得する可能性があります。」
ジェイコブ氏によると、少数の大規模なバイオテクノロジー企業がGMO作物産業を独占しているため、個々の小規模農家が生計を立てることが難しくなっています。しかし、一部の農民は廃業するかもしれないが、バイオテクノロジー企業と協力する農民は、作物収量の増加と農薬コストの削減という経済的利益を享受する可能性があるとUSDAは述べている。
消費者レポート、ニューヨークタイムズ、メルマングループが実施した世論調査によると、GMO食品のラベル表示は米国の大多数の人々にとって重要です。 GMO表示を強く支持する人々は、遺伝子組み換え食品を購入するかどうかを消費者が決定できるようにすべきであると信じています。
しかしジェイコブ氏は、遺伝子組み換え生物が人間の健康にとって危険であるという明確な科学的証拠はないと述べた。
動物と人間の遺伝子組み換え
今日、家畜はしばしば成長率と筋肉量を改善し、病気への抵抗力を高めるために選択的に飼育されています。たとえば、Journal of Anatomyに掲載された2010年の記事によると、肉用に育てられた特定の系統の鶏は、1960年代より300％早く成長するように育ちました。現在、米国で市場に出ている鶏肉や牛肉などの動物性食品は遺伝子組み換えされていないため、GMOまたはGE食品に分類されるものはありません。
National Human Genome Research Instituteによると、研究者は過去数十年間、実験動物を遺伝子組み換えして、バイオテクノロジーが人の病気の治療と人の組織損傷の修復にいつの日か役立つかを判断してきました。このテクノロジーの最新の形態の1つはCRISPR（発音は「より鮮明」）と呼ばれます。
この技術は、CRISPR領域とCas9酵素を使用して細菌細胞に侵入する外来DNAを不活性化する細菌免疫システムの能力に基づいています。カリフォルニア州スクリップスカレッジの生物学の准教授であるGretchen Edwalds-Gilbert氏は、同じ手法により、科学者が特定の遺伝子または遺伝子群を修飾の対象にすることが可能になると語った。
研究者は、CRISPRテクノロジーを使用して、がんの治療法を検索し、個人の将来の疾患につながる可能性のある単一のDNA片を見つけて編集しています。幹細胞療法は、脳卒中や心臓発作などによる損傷組織の再生において、遺伝子工学を利用することもできるとエドワルド-ギルバート氏は述べた。
非常に物議を醸す研究では、少なくとも1人の研究者が、特定の疾患の可能性を排除することを目的として、ヒト胚でCRISPRテクノロジーをテストしたと主張しています。その科学者は厳しい監視に直面し、しばらくの間、本国中国で自宅軟禁下に置かれました。
道徳的ジレンマ
技術は利用できるかもしれませんが、科学者は人間の遺伝子組み換え研究を追求すべきですか？それは、スクリプス大学の哲学の教授であるリフカウェインバーグ氏によると、
「テクノロジーのようなものになると、その意図とさまざまな使用法を考える必要がある」とワインバーグ氏は語った。
遺伝子工学を利用した治療法の医療試験の大部分は、同意を得た患者に対して行われます。しかし、胎児の遺伝子工学は別の話です。
「同意なしの被験者の実験は本質的に問題が多い」とワインバーグは言った。 「リスクがあるだけでなく、リスクも明確にされていない。私たちが何を危険にさらしているかも知らない。」
次世代技術が利用可能であり、安全であることが示された場合、それを人間でテストすることへの反対は最小限であるとワインバーグは言った。しかし、そうではありません。
「これらすべての実験的技術の大きな問題は、それらが実験的であることだ」とワインバーグは言った。 「CRISPR技術を胚に使用した中国の科学者に人々がそれほど恐怖を感じた主な理由の1つは、それが実験の非常に初期の段階であるからです。それは遺伝子工学ではありません。あなたはそれらを実験しているだけです。」
遺伝子工学の支持者の大多数は、この技術はまだ人間でテストする準備ができていないことを認識しており、このプロセスは完全に使用されると述べています。ジェイコブ氏は、遺伝子組み換えの目標は「人間社会が現在直面している問題に常に取り組むことであった」と語った。
参考文献：
