遺伝子組み換え栗を直火で焼く

直火で栗を焼くのは、クリスマスの典型的な体験の一つだと言われています。しかし、ニューヨーク州シラキュースにある環境科学林業大学のウィリアム・パウエルの遺伝子研究室に入るまで、私は焼いた栗を味わったり、匂いを嗅いだりしたことがありませんでした。

パウエル氏と同僚のチャールズ・メイナード氏は、25年間にわたり遺伝子工学の手法を用いてアメリカ栗の木を復活させようとしてきた。この木はかつてメイン州からジョージア州にかけて東部の森林に君臨し、樹冠の最大25%を占め、野生動物の食料や人間の木材を提供していた。しかし、1900年代初頭、アジアから来た菌類が何十億本ものアメリカ栗の木を枯らし始め、今日に至るまで木々を悩ませ、この種が再び優勢になるのを妨げている。

「蒸気を逃がさないと爆発してしまいます」とメイナードは説明しながら、ポケットナイフで栗を3つ切り分けてから、研究室の電子レンジに入れた。遺伝子組み換えの栗を試してもいいかと尋ねたところ、パウエルはまずFDAの認可を得なければならないと言った。できあがった栗はでんぷん質で、ひよこ豆のような食感だが、バターのような風味が少しある。（パウエルは実際にローストした方がおいしいと言うが、研究室には直火がなかった。）

研究チームは、小麦の遺伝子を使って疫病と戦う遺伝子組み換えのクリの木を作った。木は研究室や試験場で育てられており、研究チームはまもなく森林に植えるための連邦政府の承認を求めるかもしれない。

このプロジェクトはさまざまな反応を引き起こしている。一方では、チームは東海岸の伝統的な自然生態系を回復することを目指している。他方では、彼らは遺伝子組み換えによってそれを実現しようとしている。遺伝子組み換えは、科学的にはバイオテクノロジーが完全に安全であると示唆されているにもかかわらず、環境活動家から長い間非難されてきた手法である。

「遺伝子工学のツールを環境保護のために使った人は誰もいません。それが私たちがここでやっていることです。」

「遺伝子工学のツールを環境保護に役立てようとした人は誰もいません。それが私たちがここでやっていることです」とパウエル氏は言う。「多くの人は、何も考えずに、反射的に『遺伝子組み換え作物は悪い』と考えてしまいます。ですから、私たちは人々に遺伝子組み換え作物について考えるよう促さなければなりません」

仕組み

クリ疫病は、樹皮の傷から木に侵入する菌類によって引き起こされます。菌類は侵入するとシュウ酸を放出して近くの木の組織を殺し、菌類が定着して食べる準備を整えます。最終的に病原菌は潰瘍と呼ばれる死んだ組織の領域を形成し、実質的に木を絞め殺し、地面まで枯らします。木の根は数年間は生き残り、毎年春に新しい芽を出すかもしれませんが、クリ疫病はアメリカのクリの木のほとんどを成長させないままにしています。

遺伝子組み換え樹の小麦遺伝子は、シュウ酸を分解する酵素をコードしている。組織を死滅させる酸がなければ、死んだものを餌とする菌類は侵入できない。その代わりに、菌類は樹皮にとどまり、最小限の損傷しか与えない。「これは何十億もの人々が毎日食べている遺伝子です」とパウエル氏は言う。「小麦を食べるということは、この遺伝子を食べているということであり、おそらくそれが作り出す酵素も食べていることになります」

研究チームは過去数カ月の間に、遺伝子組み換えしたアメリカ産の栗の木が、自然に菌類と戦う別の種類の栗である中国産の栗の木と同等かそれ以上に疫病耐性があることを示した。

研究チームはまた、遺伝子組み換え樹木が環境に与える影響の分析にも忙しく、成長率、昆虫への影響、落ち葉の分解を比較して、遺伝子組み換え樹木が普通の栗の木と同じように機能することを確認している。今週発表されたばかりの研究結果では、オークリッジ国立研究所が遺伝子組み換え栗の代謝産物の異常を調べた。遺伝子組み換え栗にはビタミンEが少ないことがわかったが、そのレベルは中国の栗の木に見られるレベルと一致していた。したがって、これまでのところ、遺伝子組み換え樹木は他の栗の木とそれほど変わらないようだ。

パウエル氏によると、次の論理的ステップは、FDA、USDA、環境保護庁から規制認可を取得し、広範囲に木を植え始めることだ。申請には、一般市民の懸念への対応を含め、フォローアップ調査や多くの質疑応答が含まれる。パウエル氏の推定では、プロセス全体に約5年かかる可能性があり、遺伝子組み換え栗が食用として安全であると判断される必要があるため、プロセスは複雑になる。

ブローバック

誰もがこの木々を歓迎しているわけではない。シラキュース地域の新聞「ポスト・スタンダード」が、遺伝子組み換え木々が米国の森林を蘇らせる可能性についての記事を掲載したとき、読者からさまざまな反応が寄せられた。「研究者の夢は、何か問題が起きれば悪夢になる可能性がある」と、反遺伝子組み換え組織「食品安全センター」のマーサ・クラウチ氏は同紙に宛てた手紙で述べた。「遺伝子組み換え木は、いったん広まってしまうと回収するのが難しくなるだろう」

別のコメンテーターは木々を「不自然」と呼んだが、パウエル氏はこう答えた。

12月初旬、「遺伝子組み換え樹木阻止キャンペーン」と呼ばれる活動家グループは、遺伝子組み換え樹木は「不要、望ましくない」、「予測不可能」であるとして、消費者にプロジェクトを中止するよう呼びかけた。

誰もが遺伝子組み換え樹木を歓迎しているわけではない。

森に栗を再び生やす別の方法があるかもしれない。それは、クラウチ氏を含む活動家たちがより受け入れやすい方法だ。パウエル氏とメイナード氏は、アメリカ栗財団のニューヨーク支部と協力して遺伝子組み換え樹木を生産しているが、同財団の全国支部は、疫病に耐性のあるアメリカ栗と、天然の中国栗を交配させて疫病に耐性のあるアメリカ栗を作ろうとしている。

国立支部は、DNAの1/16を中国産の栗の木から受け継いだ疫病耐性のあるアメリカ産栗の木を作り出すことに成功している。しかし、交配法の問題は、中国産栗は疫病と戦うために数十の遺伝子を協調して働かせる必要があることだ。木々が交配すると、これらの遺伝子はすべて混ざってしまう。子孫の多くは疫病耐性遺伝子の完全なセットを受け継いでいないため、疫病耐性は低下する。そして、耐性は世代を経るごとに弱まっていく。これに対し、パウエルとメイナードの研究においては、耐性を付与するのに必要な遺伝子は1つだけで、遺伝子組み換え木が野生の木と交配すると、子孫の50パーセントが高度に疫病耐性を持つ。

「私たちが行っている変更は育種プログラムが行っている変更よりも小さいのですが、彼らはまったくテストする必要がないのです」とパウエル氏は言う。そして時にはそれが問題になることもある。ミシガン州の研究者たちはかつて、ヨーロッパと日本の交配種であるクリの木と中国のクリの木を交配させ、より大きな実を作ろうとした。しかし遺伝子が不適合で、内部核崩壊と呼ばれる状態になった。子孫の 3 分の 1 が殻の中で崩壊する種子を作った。

「これらは地球の反対側で進化した種です」とパウエル氏は言う。「交配はできますが、同じ木ではありません。」

それでも、彼は全国支部が良い仕事をしていると言い、いつかこの2つのプログラムが木を交配させてさらに良い木を作ることができることを期待している。

栗を土から蘇らせる

メイナードの研究室マネージャー、リンダ・マクギガンは、遺伝子組み換えされた木々を胚の頃から丁寧に育てている。胚がまだ時計の電池ほどの大きさのときに、胚はクローン化され、形質転換される。このプロセスでは、アグロバクテリウムを使って胚のゲノムに小麦の遺伝子を挿入する。その後、1 年近くかけて、成長中の木々は成長培地から成長培地へと移され、袋や箱に包まれて、正確な光、温度、湿度の条件を維持する。最後に木々は温室に移され、そこからニューヨーク州周辺の 7 か所の圃場のいずれかに植えられる。

パウエル、マクギガン、そして私は、研究室からわずか数マイル離れた、そのような試験的な場所を歩いて回った。木々は11月の地面に生えた木の枝のように見え、葉は足元でザクザクと音を立てる。畑には、異なる時期、異なる研究段階で植えられた小さな木々が植えられたいくつかの区画があり、鹿の侵入を防ぐ柵で囲まれている。

野生の親が 1 本ある木の区画 (遺伝子が 2 代目でも強力に維持されることを証明した区画) を見ながら、パウエル氏は、実験地に遺伝子組み換えクリの木をさらに 10,000 本植えるという研究所の計画について教えてくれた。そして、その目標を掲げているのは彼らだけではない。当時、チームは 10,000 本の木を育てるためにクラウドファンディングの目標額 50,000 ドルにわずか数百ドル足りなかった。キャンペーンが 12 月 5 日に終了するまでに、彼らは 100,000 ドル以上を集めていた。

パウエル氏は、数年後には栗の木の規制が緩和され、人々が植えて食べられるようになることを期待している。研究チームは、遺伝子組み換え木を特許取得するつもりはなく、利益を得るつもりもないとしている。研究チームは、木が自由に利用できるようにして、誰でも自由に植えられるようにし、最終的には東海岸の歴史的な森林を復活させたいと考えている。

アメリカの栗の木が森にしっかりと根付くには、少なくともあと100年はかかるだろうとパウエル氏は推測している。また、復元はゆっくりとしたプロセスとなり、完全に一般の人々の参加意欲にかかっている。「これらの木は雑草ではありません。すぐには広がりません。ですから、本当に植える人次第なのです。」