Crisprが実現する、より人道的な畜産業

401号牛への期待は大きく膨らみ、401号牛は期待の重みを静かに受け止めていた。牛は従順に牛の通行口に入り、獣医が肩まで腕を覆うビニール手袋をフル活用して子宮を調べている間も、ほとんどモーモーという音も立てなかった。1週間前、カリフォルニア大学デービス校の実験群の401号牛と他の4頭は妊娠初期だった。しかし、一連の検査の結果が思わしくなく、すべては彼女にかかっている。この手続きを担当する動物遺伝学者のアリソン・ヴァン・イーネンナームは、脇から見守っていた。長靴を湿った肥料にしっかりと突き刺し、目は携帯型超音波モニターに釘付けだった。しばらくして、獣医は5回目で最後の診断を下した。「妊娠していません」と獣医は言った。ヴァン・イーネンナームは顔を上げた。「ああ、しまった」と彼女はぶつぶつ言った。

牛401号とその群れの仲間は、ファン・イーネンナーム氏が2年半の研究、特に牛肉産業のニーズに合わせた遺伝子編集牛の系統を作ろうとした試みの成果だ。すべてが計画通りに進んでいれば、この実験で生まれた子牛はすべて、少なくとも生理的にはオスとして生まれていたはずだ。人間と同様、牛は2つの性染色体を持っている。XXで生まれた牛はメス、XYで生まれた牛はオスだ。しかし、男を作るのはY染色体ではない。SRYと呼ばれる単一の遺伝子が、胚が成長するにつれて一時的に活性化し、男性の特徴を発達させるように指示する。ファン・イーネンナーム氏のチームはCrisprを使用して、SRYのコピーをX染色体にも追加した。こうすることで、たとえ牛が遺伝的にメスとして生まれたとしても、同じようにオスとして見えるようになる。牛肉農家は一般的に雌よりも雄を好むため（お金に対して肉が多いため）、ヴァン・イーネナーム氏は、将来的にはこれらのクリスパー処理された動物の市場が生まれるだろうと信じていた。

しかし、このプロジェクトは概念実証にとどまりませんでした。ファン・エネナーム氏の目標の一つは、家畜の飼育をより効率的かつ人道的にすることです。子牛の性別をたった一つの遺伝子のコピー＆ペーストで変更できれば、牛肉産業だけでなく、あらゆる実験への道が開かれるかもしれません。牧場主は雄牛を好むかもしれませんが、卵や乳製品の産業従事者は雌牛を好みます。雄牛は乳を産めず、雄鶏は卵を産めないため、成牛まで育てるよりも殺処分する方が費用が抑えられます。しかし、雌牛と雌鶏だけが生まれるようにできれば、大量殺処分は必要なくなります。

デイビス研究チームは、妊娠に何が起こったのかまだ確信が持てなかった。彼らは非常に慎重に研究を進めていたのだ。まず、牛のゲノム上の標的領域を特定し、DNAを切断して新しい遺伝子を挿入するための特注のCrisprハサミを作製した。次に、州間高速道路を下ってフレズノの食肉処理場まで行き、新鮮な卵巣を購入した。研究室に戻ると、卵子を吸引し、受精させ、Crisprハサミを放った。得られた胚を1週間成長させ、生検を行って編集が計画通りに行われたことを確認した後、牛が移植できる状態になるまで凍結保存した。

もしかしたら、この困難なプロセスが胚の生命を奪ってしまっただけなのかもしれない、とファン・エネナームは考えた。「科学って厄介ね」と彼女は肩をすくめて言った。しかし、もっと厄介な可能性があった。遺伝子編集そのものに問題があるのだ。牛のX染色体の地図上で、SRYを挿入した場所は、生命維持に不可欠な遺伝子から遠く離れた、無関係なコード領域の中にあるように思えた。しかし、彼らが現在持っている地図は、未知の領域や誤ったラベルが付けられた領域が満載の16世紀の新世界地図帳と同程度の精度しかなかった。もしかしたら、間違った場所に手を加えたことで、子宮内での発育を止めてしまったのかもしれない。

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25年前、ヴァン・エネナームは遺伝子組み換え作物（GMO）ブームの黎明期にデイビス大学の学生だった。長らく試行錯誤による伝統的な育種手法のペースに縛られてきた動物科学者たちは、異なる生物の遺伝的特性を巧みに組み合わせることで、家畜に新たな不思議な力を与えることができるようになった。例えばデイビス大学では、リゾチームと呼ばれるヒト由来のタンパク質を乳に含むヤギの系統を遺伝子操作した。（後に研究者たちは、この乳を発展途上国の子供たちに与えると下痢を予防できることに気づいた。）2000年代半ば、デイビス大学の若手教員だったヴァン・エネナームは、オメガ3脂肪酸を多く含む乳を生産するように牛を改良する方法を研究していた。そして、実際に牛を使った実験を始めようとした矢先、資金が枯渇してしまったと彼女は言う。

当時、食品医薬品局（FDA）は食用動物の遺伝子組み換えを動物用医薬品に分類することを決定していました。特に問題となったのは、トランスジーン（ある種から別の種にDNAを移植したもの）で、FDAの見解では、動物の「構造または機能」を変化させるものでした。これは、科学者が食品店に届く前に、高額な承認手続きを経なければならないことを意味しました。改革を求める声は上がりましたが、政策立案者には、研究を促進し、GMOに対する人々の高まる不安を和らげるような規制改革を実施する意志がありませんでした。商業化への道筋が見えず、世論の反発も懸念されたため、研究に資金を提供していた機関は支援を打ち切りました。当時、人間の食用として承認されたのはアクアアドバンテージ・サーモンだけですが、ラベル表示をめぐる規制当局の苦慮のため、米国ではまだ誰も食べていません。リゾチームヤギは今もデイビス大学のキャンパスの牧草地をのんびりと歩き回っています。

ヴァン・イーネンナーム氏は、自身のようなCrispr実験（遺伝子組み換えを伴わない実験）は、異なる扱いを受けるべきだと主張する。彼女の見解では、この技術は、農民が何世紀にもわたって行ってきた方法の、より高速で精密なバージョンに過ぎない。なぜなら、生物自体に起こり得た変化をCrisprが起こすからだ。植物の遺伝子編集を監督する米国農務省もこの見解を共有しているようで、2018年3月、農務省はCrisprの使用を、従来の育種方法と同様に、ほとんどの場合規制することを決定した。しかし、2017年1月に発行されたFDAの最新のガイダンスでは、遺伝子編集を従来のGMO技術と一緒くたにしているように見える。FDAの見解では、どちらのアプローチも、人だけでなく動物福祉にも同様のリスクをもたらすためだ。これはUSDAが考慮する必要がない問題だ。ヴァン・イーネンナーム氏は、以前と同じような不安や抵抗が、この分野にチャンスが与えられる前に頓挫してしまうのではないかと懸念している。「エンジニアリング論争で私のキャリアは台無しになりました」と彼女は言う。「今、この編集論争は私の生徒たちのキャリアを台無しにする可能性があります。」

Crisprをめぐる不安や曖昧さはさておき、ヴァン・イーネナーム氏の期待通り、農業に革命をもたらす可能性はほぼ間違いない。1月、英国の研究者たちはインフルエンザに対する免疫を持つ鶏を飼育する計画を発表した。彼らは、小さなゲノム切開によってウイルスが宿主への感染を防ぐことができるという仮説を立てた。これは、鶏を不慮の死から救うだけでなく、壊滅的なヒトへのパンデミックを引き起こす可能性のある経路を遮断することにもつながる。おばあちゃんのチキンポットパイのレシピにCrisprが干渉するなんて考えられないかもしれないが、次のスペイン風邪を阻止できるとしたら、あなたはCrisprを容認するだろうか？

「そう願っています」と、ミズーリ大学の遺伝学者ランドール・プラザー氏は言う。彼の研究室では、豚繁殖呼吸障害症候群（PRRS）に抵抗力のある豚を育ててきた。PRRSは治療不可能な病気で、米国の養豚業界に毎年5億ドル以上の損害を与えている。プラザー氏によると、解決策は30億個のDNA塩基対のうちわずか2個を改変することにあるという。プラザー氏はこの技術を英国企業Genusにライセンス供与した。同社はFDAの承認プロセスに数千万ドルの費用がかかると見込んでいる。

しかし、家畜におけるCrispr実験のすべてが、これほど明確なメリットをもたらすわけではない。多くの実験は、効率性の向上、つまりアイゼンハワー政権時代の4倍の大きさのブロイラーを生み出すプロセスを加速させることだけを目的としている。そのため、遺伝子編集は工場型畜産の最悪の傾向を助長するだけだという認識が広がっている。例えばブラジルでは、科学者たちが最近、Slickと呼ばれる耐熱遺伝子を持つアンガス牛を飼育した。これは最終的には世界の畜産業界を気候変動に備えるための道筋となる可能性があるが、今のところは、ブラジルのアマゾンが現在よりもさらに多くの牛を飼育しなければならないことを意味する可能性が高い。

オバマ政権下でバイオテクノロジー規制の近代化を主導したロビー・バーベロ氏は、FDAが明確な指針を示すべき時が来たと述べている。「合理的で分かりやすい規制の道筋がなければ、どんな動物でも市場に出すことはほぼ不可能でしょう」と彼は言う。遺伝子組み換えの場合、医薬品としての変更を規制するという論理は理解できたと彼は主張する。「しかし、自然に起こり得たゲノムの変更を規制しようとすると、想像力を働かせる必要があります」と彼は言う。バーベロ氏によると、このガイダンス草案は出発点となるものであり、最終的な結論ではないという。

スタンフォード大学の生命倫理学者で法学教授のハンク・グリーリー氏は、FDAが介入を決断するなら、遺伝子編集特有のリスク、つまり編集によって新たなアレルゲンが生成されたり、家畜から野生の近縁種に広まったりするリスクを考慮しなければならないと話す。しかしグリーリー氏の根底にある懸念は「Crisprの民主化の性質」だ。遺伝子組み換え作物に反対する論拠は、その作成費用によって裕福な多国籍企業の手に権力が集中するというものだ。モンサント社のような企業は何百万ドルもかけて新しい遺伝子組み換え作物を開発し、それを苦境に立たされた農家に法外な値段で売るだろう。しかし、遺伝子編集の驚くほど簡単なことが逆効果になる可能性もあるとグリーリー氏は言う。「犬小屋を持っている人や、生物学的に洗練された牧場主」といった一部のならず者を、ぞんざいなDIY実験へと駆り立てる可能性がある。だからこそグリーリー氏は、研究者には編集の登録を義務付けるべきだと考えているのだ。

しかし今のところ、政治的な勢いは再び失速しているようだ。そのため、ヴァン・イーネンナーム氏のような新興プロジェクトは、答えを待つばかりとなっている。

遺伝子編集牛にとって煉獄があるとすれば、それは6頭の若い懺悔者たちが暮らすデイビス・ビーフ・バーンだろう。約5年前、彼らの父親である雄牛は、ミネソタ州に拠点を置くリコンビネティクス社によって遺伝子操作で角を切除された。採卵農家が鶏を好むように、酪農家は角のない無角牛を好む。彼らはしばしば、熱した鉄で角を焼き切ったり、腐食性の化学物質を塗布したりすることで、角が生えないようにする。そこでリコンビネティクス社は、タレンズと呼ばれるCrisprに似た技術を用いて、雄牛に無角牛のコピーを2つ移植した。子孫がこの手術を受けなくて済むようにするためだ。

角のない子牛のうち5頭は雄牛だったことが判明し、酪農業界にとってはあまり役に立たないことが判明した。ファン・エネナームさんは、FDA（米国食品医薬品局）に食用として販売する許可を申請した。「全部焼却されるか、ステーキになるかのどちらかです」と彼女は説明する。雄牛の一頭が、囲いの木の板の間から彼女の指を優しく嗅いだ。「皆さんの前でこんな話をしてすみません」

プリンセスは、唯一無角の雌で、数囲い離れたところでぶらぶらしている。彼女と兄弟たちが食用となる前に、FDAは遺伝子検査と身体検査の両方を含む一連の検査に合格することを義務付けている。遺伝子編集された彼らの叔父が品質検査用の肉を提供した。プリンセスはこれから繁殖され、乳が出た時に分析できるようになる。しかしファン・イーネナーム氏によると、FDAはどのような結果を求めているのか明確に説明していないという。まるで規制したいリスクを探しているかのようだ。例えば、FDAは彼女に、動物の安全を脅かす意図しない編集がないことを全ゲノム配列解析によって確認するよう求めている。しかし、ファン・イーネナーム氏が行ったように、同じゲノムを20回も配列解析しても、毎回少しずつ異なる結果が出るだろう。それに、たとえ誤った編集を特定できたとしても、それが動物の健康について何を教えてくれるというのか、と彼女は言う。彼女は様子見のアプローチを提唱している。「『リビング』と呼ばれる自然な評価プロセスがあり、おかしなものはすべて排除されます。」（FDAは保留中の申請についてコメントしていない。）

ファン・イーネンナームと子牛たちが規制の宙ぶらりんの状態にある間も、彼女は次のステップ、つまり牧場での遺伝子改良の拡大を見据えている。繁殖が厳しく管理されている豚や鶏とは異なり、肉牛は広大な放牧地で無監視で繁殖する傾向がある。そのため、成長の速さや霜降りの肉質といった望ましい特性を確実に後世に伝えることが難しい。ファン・イーネンナームは解決策を見つけたと考えている。彼女は雄牛の群れを捕獲し、精子を作る遺伝子をノックアウトし、より優れた動物の遺伝子を代わりに導入する計画だ。もしかしたら、角をなくしたり、雄だけの子孫を産ませたりする遺伝子を持つ動物も考えられる。その結果、ファン・イーネンナームの言葉を借りれば、「素晴らしい睾丸」を持つ普通の雄牛が生まれるだろう。自分の平凡な遺伝子を広めるのではなく、他の雄牛の優れた遺伝子を広めることになる。しかも、牧場主が単独で行うよりも速いペースで。

ファン・エネナーム博士らは、以前の実験を成功させることにも注力している。妊娠検査で結果が思わしくなかった後、二人はすぐに何がうまくいかなかったのかについて二つの説明を思いついた。一つはSRY遺伝子を間違った場所に挿入したか、もう一つは研究室で胚を傷つけてしまったか、おそらくは生検で編集がうまくいったかどうかを調べていた時に傷つけてしまったかのどちらかだ。プロジェクトの次の段階では、二人は両方の可能性を同時に調査する。まず、全く別の染色体、つまり他の研究者がマウスで成功している場所にSRY遺伝子を挿入する。しかし、この編集は前回のものとは異なる。クラゲから借りてきた赤色蛍光の遺伝子を含めるのだ。挿入が成功すれば細胞はただ光るだけで、生検は必要ない。

これは理想的な解決策ではない。すべてがうまくいけば、ファン・エネナームは当初考えていた遺伝子編集牛ではなく、遺伝子組み換え牛の群れを飼うことになる。そのため、研究終了後にFDAから牛の販売許可を得たいと願っていたものの、今は焼却処分するつもりだ。子牛と少量の遺伝物質を自然に共有する母牛でさえ、遺伝子が汚染されているとみなされる可能性がある。「遺伝子組み換え牛の導入には抵抗してきました」と彼女は言う。「でも、我慢して牛とその母牛、そして牛に触れるものすべてを殺さなければならないのです」

ヴァン・エネナームさんは計算してみる。地元の牧場主から牛10頭を買うのに1万5000ドル、それにクリスマスの出産まで牛を放牧するのに1頭あたり1日8ドルかかる。その頃には助成金も切れてしまうので、もう助成金はもらえないのではないかと心配している。

WIREDのスタッフライターであるグレゴリー・バーバー（@GregoryJBarber）は、第27.01号でブロックチェーン上で自身の個人データを販売することについて書いています。

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