牛、論争、そしてより人道的な農場の夢の破れ

2019年10月8日午前7時

遺伝子編集された雄牛は驚異的な存在で、その特性を受け継いだ子牛が生まれた。しかし、そのDNAに潜む驚くべき事実が科学的な論争を巻き起こし、すべての雄牛を絶滅に追いやった。

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8月7日の朝、アリソン・ファン・エネナームは、面識のない男性からのツイートで目を覚ました。彼はドイツ語で書かれた記事へのリンクを送ってきた。そこには、乳房がピンク色に染まったバイオハザードシンボルの横に牛のクリップアートが描かれていた。「ドイツのNGOがここで批判している角のない牛に、あなたは関わっていないのですか？」と、9つのタイムゾーンも離れた場所からファン・エネナームにツイートした。「@US_FDAが発見した詳細を教えていただけますか？」

ファン・エネナームはできなかった。しかし、それは詳細を知らなかったからではない。

カリフォルニア大学デービス校の動物遺伝学者とチームは、遺伝子操作で角を切除した6頭の若いヘレフォード種を、2年近くもの間、丹念につつき、つつき、体重を測り、体高を測り続けてきた。2017年9月にキャンパスで生まれた子牛たちは、まさに遺伝子編集の王様だ。彼らの父親であるブリは数年前、ミネソタ州の研究所で誕生した。そのゲノムは、アグテックのスタートアップ企業Recombineticsによって角が生えないように改変されていた。角は商業的な酪農業界では厄介者とみなされ、通常は焼却処分されるため、Recombineticsはエンジニアリングを用いて、より人道的な畜産業の実現を目指していた。

世界初の試みとして、彼と異父兄弟のスポティギーは一躍メディアの注目を集めた。「遺伝子がどこに位置するべきかを正確に把握しており、その正確な位置に遺伝子を導入しています」と、リコンビネティクス社の幹部は2017年にブルームバーグに語った。同年、ファン・イーネンナームは米国農務省から50万ドルの助成金を獲得し、ブリの子孫が遺伝子改変を意図通りに受け継ぐかどうかを調べ、それらの動物の健康状態と乳製品生産能力を研究した。（スポティギーは2016年に肉質分析のために屠殺されたが、子牛は生まれなかった。）

だから、8月のある日の朝、ファン・イーネンナームはTwitterを見つめながら、誰よりもブリとその親族のことをよく知っていた。6ヶ月前、米国食品医薬品局（FDA）の科学者たちがブリのDNAに驚くべき事実を発見したという事実も知っていた。リコンビネティクス社のDNA編集プロセス中に事故が起きたのだ。そして、そのミスがブリの子牛6頭のうち4頭に、角のない遺伝子と共に受け継がれていたのだ。しかし、彼女の知る限り、それらの子牛たちは、自然に角のあるヘレフォード種の子牛たちと全く同じくらい健康だった。

しかし、彼女はそのことについて何も話すことができませんでした。すでに査読のために論文を学術誌に投稿していたからです。今話したら、論文は却下されるかもしれません。そこで、ドイツの記事で「動物の健康への影響や、これらの追加遺伝子が生物学的に活性であるかどうかについては、研究が行われていない」という一文を読みながら、彼女は心の中で憤慨しました。

研究には時間がかかります。特に妊娠期間が9ヶ月の動物が対象の場合はなおさらです。研究結果が発表される頃には、その研究はいわば過去のものになっています。まるで望遠鏡の筒を通して太古の星の光を覗くように、科学的発見の長い物語を振り返るようなものです。インターネット時代の今、科学者たちは従来の出版の遅々として進まないペースにますます苛立ち、変革を求めてきました。こうした成長痛はほとんどの場合、会議の議事録の中に閉じ込められ、一般の人々には見えませんでした。しかし、出版文化における衝突は、予期せぬ形で現実世界に波及し、広範囲にわたる影響を及ぼす世論を形成することがあります。角のない牛、つまり未来の食糧の象徴となるであろう子牛の場合、それは彼らの物語を根底から覆すことになるかもしれません。

ヴァン・イーネンナームは、遺伝子工学が農業を営む大学町を変貌させつつあったまさにその頃、オーストラリアのメルボルンからカリフォルニア州デイビスに移住しました。近くの畑では、フレイバー・セイバー・トマトが芽を出し、地元の食料品店に並び、初めて購入できる遺伝子組み換え食品となりました。

彼女と他の若い教授陣は、他の研究者や企業が作物で行っていること、つまり動物とそれらが生産する食品に新しい特性を与えることを、家畜にも応用しようと決意した。彼らは牛とヤギのミルクの栄養価を高める実験に着手した。しかし、その後、研究は行き詰まりに陥った。FDA（米国食品医薬品局）は、動物に外来DNAを導入することは動物用医薬品として認められると判断したため、承認プロセスが長期化して費用がかさみ、多くの科学者が研究を断念せざるを得なくなった。遺伝子組み換え家畜研究への資金提供は行き詰まった。そして、ファン・エネナームのような人々は、残されたわずかな助成金でなんとかやりくりすることになった。

そして、遺伝子編集革命が到来した。TALENSやCrisprといったツールは、外来DNAを添加することなく動物のゲノムを改変することを可能にし、畜産研究者の想像力を再び燃え上がらせ、リコンビネティクス社をはじめとする新たな企業の台頭を促した。同社のエンジニアたちは、角のない非乳牛種のDNAを、乳牛やチーズを生産する近縁種に導入したいと考えていた。同社は、自社の発明品の保管と研究のために、ヴァン・イーネンナーム社に協力を求めた。2015年、ブリ氏とスポティギー氏はカリフォルニア大学デービス校に移った。

1年半後、ブリの精子はデイビス農場のヘレフォード種の雌牛10頭に人工授精された。6頭の妊娠が確認されたという知らせを受けたファン・イーネンナームは、USDAバイオテクノロジーリスク評価助成金プログラムに申請書を提出した。このプログラムの目的は、連邦政府機関による新興技術の評価を支援するプロジェクトへの資金提供である。ファン・イーネンナームは、子牛に関する膨大なデータを収集することで、遺伝子編集動物をトランスジェニック動物とは異なる方法で規制すべきだという主張を裏付けるのに役立つかもしれないと、慎重ながらも楽観視していた。

その希望は1ヶ月も続かなかった。

2017年1月19日、FDAは一連のガイドライン案を発表し、遺伝子編集を従来の遺伝子組み換え技術と一括りにしました。植物における遺伝子編集を監督する米国農務省（USDA）は、この技術を従来の育種技術の高速化版とみなし、ほとんどの場合規制しないことを決定しました。しかし、FDAは異なる結論に達しました。それは、編集プロセスには特有のリスクがあるというものです。CrisprやTALENSが本来行うべきではない変化を起こしてしまったらどうなるでしょうか？そのミスが予期せぬ突然変異を引き起こしてしまったらどうなるでしょうか？そして、その遺伝子変化が家畜から野生種へと広がってしまったらどうなるでしょうか？

「まさに実験の最中だったので、不意を突かれたのです」と、FDAの決定をためらうことなく批判してきたファン・イーネンナーム氏は語る。「私たちは、これらの動物が食糧供給に使えるという前提で全てを準備していたのです。」

子牛（雄5頭、雌1頭）が遺伝子組み換えとみなされれば、大学の食肉研究所で屠殺して販売することができなくなります。ファン・エネナーム氏にとって、これが研究の経済的成功の鍵でした。そうしないと、2,000ポンド（約900kg）の子牛を1ポンドあたり60セントで焼却処分しなければならなくなります。そこでファン・エネナーム氏はFDAに免除を申請しました。

2018年12月、彼女は子牛に関する詳細な報告書をFDAに提出し、身体検査、血液検査、DNA配列解析の結果を開示した。彼女のチームの分析によると、異常は見られなかった。子牛たちは健康そうに見え、ゲノムは正確に編集され、毛むくじゃらの額には角が全くなかった。ファン・エネナームはFDAの決定を待つ間、同僚と共に結果をまとめ、2月にネイチャー・バイオテクノロジー誌に提出した。

カリフォルニア大学デービス校のチームが論文をタイプしている間、FDAの科学者たちもデータを精査していた。その一人が、獣医学センターの一部門に所属する生物統計学者、アレクシス・ノリスだ。2018年7月にFDAに入局した当時、彼女は牛や豚、その他の家畜のゲノム解析の経験はほとんどなかった。しかし、ジョンズ・ホプキンス大学での大学院および大学院課程でヒト疾患の遺伝的基盤を研究した経験から、膨大な量の配列データを解析することに長けていた。FDAでは、そのスキルを活かして家畜のDNAデータに意図しない編集がないかスクリーニングしていた。

彼女の仕事の一部は、その作業に特化したソフトウェアの開発でした。ノリスのチームは、ブリとスポティギーのゲノムでこのソフトウェアを試験運用することを長年計画していました。彼らのゲノムは、遺伝子編集された動物の公開データセットとしては最大規模だったからです。「この規模のデータに対応できることを確認したかったのです」とノリスは言います。「そして、解析中にコンピューターがクラッシュしないことも確認したかったのです。」

今年初め、彼らは自社のソフトウェアを用いて、ブリとスポティギーのDNAを参照牛ゲノムと比較した。さらに念のため、牛のDNAをプラスミドと呼ばれる環状細菌DNAの短い配列と照合した。リコンビネティクス社はこのプラスミドを用いて、角のない体を作るための遺伝的指示を、後にブリとスポティギーとなる細胞に送り込んだ。このプラスミドは本来は細胞内に留まらないはずだった。しかし、リコンビネティクス社もファン・イーネナーム社も、それが真実であることを確認したことはなかった。

FDAのソフトウェアが結果を吐き出し始めると、ノリスは角のない遺伝子を、まさにあるべき場所に見つけた。しかし、その隣にはプラスミドと一致する配列データがあった。「これは全く予想外の発見でした」とノリスは言う。すぐに検証できるはずだったものが、大きな驚きをもたらしたのだ。編集の過程で、ブリとスポティギーは偶然に少量の細菌DNAを手に入れてしまったのだ。それは4000文字ほどと、それほど多くはなかった。しかし、遺伝子の挿入は、いかなる定義においても雄牛をGMOとするには十分だった。

ノリス氏とチームが、真の発見をしたのであり、例えばコードの欠陥につまずいただけではないと確信するまでには数週間を要した。3月6日、彼らはファン・エネナーム氏と共同研究者たちにその知らせを伝えた。ファン・エネナーム氏によると、FDAはプラスミドがブリとスポティギーのDNAに紛れ込んだだけでなく、ブリの6頭の子牛のうち4頭にも受け継がれていたことを明らかにしたという。（FDAは守秘義務契約を理由に、子牛に関するコメントを拒否した。）

リコンビネティクス社にとって、その影響はすぐに現れた。ブラジル政府当局が同社の牛は特別な監視を必要としないと判断したことを受け、同社はブラジルと角のない牛の飼育契約を締結していた。同社がブリの精子の輸出準備を進めていた矢先、FDA（米国食品医薬品局）がブラジルのFDAに対し、細菌DNAの欠陥について警告した。ブラジルのFDAはすぐにブリ（およびその子孫）を遺伝子組み換え製品に再分類した。WIREDが8月に独占報道したように、リコンビネティクス社はこのプロジェクトを断念したが、将来的にはプラスミドフリーの細胞株を用いて再検討する計画だ。

一方、ファン・エネナームのチームはネイチャー・バイオテクノロジー誌にこの発見を報告した。そして、子牛のゲノムを自ら調べて細菌DNAの存在を確認し、その結果を同誌に送った。この間、ノリスとFDAの同僚たちも研究結果をまとめるのに忙しかった。プラスミドの発見は自分たちのものであり、他の人に同じ過ちを犯してほしくなかったのだ。彼らはそこに、さらに物議を醸しかねない詳細を含めた。牛の細菌DNAに、抗生物質耐性を引き起こす望ましくない遺伝子がいくつか含まれていたのだ。7月、彼らは研究の概要をプレプリントサーバーbioRxivにアップロードした。bioRxivは、査読前の論文を保管するやや物議を醸すリポジトリである。科学の進歩を加速させる重要なツールとして多くの人から称賛されている一方で、批評家たちは、同僚の科学者によって読まれることを意図したプレプリントが、一般の人々によって誤解されるのではないかと懸念している。

この研究は、8月初旬にドイツの組織 Testbiotech が取り上げるまで、ほとんど注目されませんでした。これが、ファン・エネナームが FDA の論文について初めて知ったきっかけです。他の反 GMO プラットフォームでもすぐに話題になりました。すぐに彼女のメールボックスと Twitter のタイムラインは、質問やプレプリントに対するコメントを求めるメディアの依頼でいっぱいになりました。彼女は渋々それらをすべて拒否しました。Nature Biotechnologyがまだ彼女の原稿を審査中だったため、この混乱の中に埋もれている小さな成功談を人々に伝えることができませんでした。若い雄牛のうち 2 頭が、細菌の DNA なしで角のない遺伝子をうまく受け継いだこと、それらの雄牛は健康で角がなかったこと、適切なスクリーニングを行えば、それらの牛のような牛を簡単に作ることができることなどです。しかし、数週間が経ち、ソーシャルメディア上で遺伝子編集反対の言論が強まるにつれて、彼女は世論が牛に背を向け始めていることに絶望しました。

「この件のタイミングは本当に最悪でした」と彼女は言う。しかし、自身の研究をbioRxivに掲載したことがないファン・エネナーム氏は、FDAが社会問題に関する査読を受けていない研究結果を急いで公表したことを非難している。「全体の文脈を抜きにして公表したことで、政治化されてしまったのです」。一方、FDAは連邦政府の資金提供を受けた研究へのオープンアクセスを支持しており、その判断は個々の研究者に委ねる傾向がある。

初期のニュース記事で、The New Food Economyは「FDA、遺伝子編集牛に驚きの発見：抗生物質耐性を持つ非牛DNA」という見出しで、プレプリントの結果を詳しく報じました。この記事は後に更新され、プラスミドは細菌遺伝子を活性化させるために必要なプロモーターDNAを欠いているため、牛やそれを食べる人にとって危険ではない可能性が高いと明確にされました。細菌のDNAが他の種に侵入することは比較的一般的であり、ヒトゲノムには細菌やウイルスの遺伝子が相当数含まれています。

カリフォルニア大学バークレー校のゲノム編集研究の第一人者であるフョードル・ウルノフ氏は、FDAの取り組みを称賛し、bioRxivへの掲載は正しい判断だったと述べている。しかし今にして思えば、FDAがファン・エネナーム氏と連携し、共同で研究結果を発表していればよかったのに、と彼は考えている。「そうすれば、正直なミスがあったこと、そしてそれが実際には何の影響も及ぼさないことを私たちは理解していたことが、人々に伝わったはずです」と彼は言う。今は、この事実を正す努力をすべき時だ。遺伝子工学においては、物議を醸す情報は世間の注目を集め、独り歩きしてしまうことがあると彼は言う。「何かが隠されているという期待があるからです。一部の人にとっては、これはまさにその証拠1Aのように見えるでしょう」

FDAの上級政策アナリスト、ローラ・エプスタイン氏は、この発見を公表する決定は、遺伝子編集動物の開発を目指す他の研究者や企業を支援するためでもあると述べています。「彼らにこのことを考慮に入れてもらいたいのです」とエプスタイン氏は言います。「この発表は、この分野の前進に貢献し、人々がこの技術を活用して製品を市場に出すことに役立つと考えています。」

これらの製品には、少なくとも当面は、角のない乳牛は含まれません。リコンビネティクス社は、米国でこれらの動物の承認申請を行っていません。そして5月、FDAはファン・エネナームの子牛について最終決定を下しました。細菌不使用の雄牛2頭を含め、子牛は食用にはなり得ません。カリフォルニア大学デービス校獣医学部に空きが出次第、子牛たちは焼却処分され、遺伝子組み換え牛である3頭の兄弟、父親、そして叔父に加わることになります。唯一の雌牛であるプリンセスは現在妊娠中で、現在研究中です。子牛が生まれ、乳が分析された後、彼女も同じ運命を辿ることになります。

ファン・エネナーム氏は、この決定とFDAが引き起こした騒動が、自身の良好な研究結果を覆い隠してしまうのではないかと懸念している。「これは良いニュースになるはずです」とファン・エネナーム氏は言う。FDAのアプローチには賛同できないとしても、細菌DNAが発見されたという事実は、遺伝子編集の監視体制が概ね機能していることを意味すると彼女は言う。「そして本当に良いニュースは、この特定の編集によって動物に角が生えなくなり、その効果は忠実に受け継がれ、子牛は健康であるということです。しかし、この発見についてはまだ議論の機会が与えられていません。」

ついに実現するだろう。月曜日、長年の研究成果がネイチャー・バイオテクノロジー誌にオープンアクセスで掲載された。これが遺伝子編集動物の未来、そしてより人道的な畜産業の形成に役立つかどうかは、まだ断言するには早すぎる。2018年のピュー研究所の世論調査によると、遺伝子工学を用いて家畜の肉質や栄養価を高めることは、アメリカ人の大半が非倫理的だと考えている一方で、福祉の向上に対する国民の意識はそれほど知られていない。金曜日、ヴァン・イーネンナーム氏は、ゲノム編集の科学に関するRedditのAMAで、これらの疑問を探る機会を得るかもしれない。ついに、彼女はこのテーマについて思う存分議論できるようになるのだ。

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