合成パーム油は世界の熱帯林を救うのに役立つでしょうか?

このストーリーはもともと Yale Environment 360 に掲載されたもので、 Climate Deskコラボレーションの一部です 。

トム・ジェフリーズとトム・ケレハーは1970年代、ラトガース大学で産業有用微生物の研究中に出会いました。ジェフリーズはその後、米国農務省で酵母ゲノミクスプログラムを運営し、ケレハーはバイオメディカル業界で数十年にわたり、巨大な発酵槽で遺伝子組み換え微生物によって生産されるインスリンなどの生物製剤の研究に携わりました。2007年、二人は再びタッグを組み、国立科学財団の助成金を受けて会社を設立しました。ウィスコンシン州に拠点を置くこのスタートアップ企業は、農業廃棄物を酵母に与えることで低炭素燃料を生産するより優れた方法を見つけることを目指していました。

しかし、ジェフリーズ氏とケレハー氏が数年後に別の地球環境問題、つまりパーム油に取り組み始めたのは偶然だった。

世界で最も安価で最も広く使用されている植物油であるパー​​ム油の生産は、熱帯地域の森林破壊と生物多様性の喪失の主な要因となっています。パーム油産業が抱えるこうした問題や、搾取的な労働慣行などの他の問題により、長年にわたり、より持続可能な選択肢への関心が高まってきました。しかし、優れた代替品を見つけるのは困難です。他の植物油にもパーム油と同様の欠点があり、持続可能な森林管理は、需要の増加に必ずしも効果的とは限りません。現在、世界では毎年約7,000万トンのパーム油が消費されており、歯磨き粉やオートミルクからバイオディーゼルや洗濯洗剤まで、あらゆるものに使用されています。2050年までに需要は2倍以上に増加すると予想されています。

しかし、バイオエンジニアリングの進歩と持続可能性への懸念の高まりを受け、ザイロム社をはじめとする多くの企業が、パーム油の最も有害な影響を回避しながら、パーム油の代替品となり得る微生物油を開発しています。ザイロム社は、環境問題の解決を目指しながらも、生産規模を拡大し、代替しようとしている製品よりも自社のアプローチが実際にはより持続可能であることを証明するという、多くの合成生物学企業（新しいバイオ燃料や肥料を売り込むベンチャー企業から、培養肉まで）に加わっています。

昨年、C16バイオサイエンスというスタートアップ企業は、ビル・ゲイツの気候変動対策投資ファンド、ブレイクスルー・エナジー・ベンチャーズから2,000万ドルの資金提供を受け、微生物由来のパーム油代替品を開発するため、マンハッタンにピカピカの新研究所を開設しました。カリフォルニアに拠点を置くスタートアップ企業、キベルディも、大気から回収した炭素を用いて酵母油を製造する取り組みを進めており、バース大学のバイオエンジニアチームは、独自の油性酵母株のスケールアップに取り組んでいます。ザイロムは最近、「Yoil」と呼ばれるパーム油代替品の最初のバッチを、複数の大手パーム油サプライヤーとFDAに送付し、試験を行いました。

栽培パーム油と競合できるコストで生産規模を拡大するには大きな課題があり、グローバル・ノースの新興バイオテクノロジー産業がグローバル・サウスのパーム油依存の生活にどのような影響を与えるかという疑問も残るものの、これらの微生物油は、南アジア、東南アジア、アフリカ、中央アメリカの国境沿いの生物多様性を脅かすアブラヤシの容赦ない成長を抑制するのに役立つ可能性があります。酵母油が（大きな「もし」ですが）ヤシの木と競合できるほど低価格になれば、「パーム油の供給源に大きな変化をもたらすでしょう」と、現在ザイロム社のCEOを務めるケレハー氏は述べています。「そうなれば、すべて微生物由来のものになるでしょう。」

ケレハー氏はZoomで、ザイロム社が独自に開発した酵母株の青みがかった写真を見せた。この株は、油分を産生するリポマイセス・スターキーから開発された。顕微鏡で見ると、この酵母は食器用洗剤の泡のようだった。「文字通り押しつぶされた酵母を見ているんです」とケレハー氏は言う。「この酵母は大量の油分を産生するため、外壁に押しつぶされているんです」。コーンシロップを餌とするこの遺伝子組み換え株は、その重量の大部分を脂質に変える能力がある。「人間が砂糖を摂取し続けるのと全く同じことをするんです」とケレハー氏は言う。「大きくなるんです」

2013年、現在ザイローム社の社長を務めるジェフリーズ氏は、この菌株から抽出される油が、飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸の独特なブレンドで高く評価されているパーム油と驚くほど類似していることに気付きました。このブレンドは室温では固体、体温では液体であり、チョコレートコーティング、石鹸、化粧品に最適です。この用途の広いパーム油の他の部分は、燃料、溶剤、潤滑剤など、様々な製品に利用されており、特に中国、インド、インドネシアで多く利用されています。

酵母油とパーム油の類似性は偶然発見されました。ザイロム社はディーゼル燃料の原料として開発を進めていたのです。しかし、持続不可能なパーム油をめぐる国際的な運動が長年にわたり展開してきたことを受けて、環境問題への対応策としてパーム油不使用の化粧品への関心が高まっていることをケレハー氏の娘から聞き、ジェフリーズ氏とケレハー氏はパーム油の代替品に何か可能性があるかもしれないと気づきました。

国際自然保護連合（IUCN）の2018年の報告書によると、パーム油生産は世界の森林破壊の1%未満を占めるものの、熱帯地域では森林破壊の主な原因となっています。例えばボルネオでは、過去20年間の森林破壊の半分以上がパーム油栽培によるものでした。将来の需要は、さらなる森林破壊を促進する可能性があります。同報告書では、100万平方マイル以上の生物多様性ホットスポットがパーム油栽培によって脅かされる可能性があり、オランウータンやトラからヒタキやゾウまで、絶滅危惧種の鳥類、哺乳類、両生類の40%以上に影響を及ぼす可能性があると指摘されています。また、この森林破壊は、原生林の下に蓄積された炭素を豊富に含む泥炭の排水や、植林地を開拓するために木々が焼却されることで、温室効果ガスの排出も引き起こしています。

こうした影響を認識し、サプライヤーは、2007年からパーム油のサプライチェーンを認証している持続可能なパーム油のための円卓会議（RSPO）などの組織を通じて、生物多様性に富む土地や炭素を多く排出する土地で作物が栽培されていないことを確認するため、パーム油生産の監視を強化する方法を模索してきた。認証を受けるパーム油生産者の数は増加しているものの、このアプローチには限界があると、シンガポールの南洋理工大学でパーム油を研究する環境科学者、ジャニス・リー氏は指摘する。例えば、一部の地域では小規模生産者がパーム油生産の大部分を占めており、認証は困難な場合がある。「認証は万能薬ではありません」とリー氏は指摘する。RSPO認証を受けているパーム油生産量は約20%にとどまっている。

パーム油の代替品を見つけることは、さらに困難であることが判明しています。ココナッツ油などの他の熱帯産油脂は、アブラヤシよりも収量が少なく、同規模で栽培した場合、さらに大きな影響を及ぼします。大豆油やコーン油などの非熱帯産油脂は、生物多様性に富む熱帯地域以外でも栽培可能ですが、多くの用途でパーム油の代替として利用するには、追加の加工が必要です。この加工にはコストがかかり、FDA（米国食品医薬品局）が2015年に米国で禁止したトランス脂肪酸が発生します。

ケレハー氏とジェフリーズ氏は、この酵母をより良い代替品として売り出すことを決意した。彼らの研究室にある微生物は、パーム油とほぼ同一の脂質組成を持つ油を生成する。彼らが「バグ（虫）」と呼ぶこの酵母は、トウモロコシやサトウキビといった熱帯農業を必要としない原料、あるいはトウモロコシの殻や小麦の茎といった廃棄物を餌として利用することができるため、生産コストを大幅に削減できる可能性がある。微生物油はどこでも生産できるため、工場と消費者の距離も縮まる。

課題は、従来の農業と競合できる規模と価格で酵母から油を搾り出すこと、そして破壊的なアブラヤシの開発を抑制できるほど迅速にそれを実現することだった。

技術の進歩が役立つかもしれない。マンハッタンの研究所では、C16バイオサイエンス社が遺伝子組み換え酵母株の生育環境を最適化している。バース大学の研究チームに所属する化学エンジニア、クリストファー・チャック氏も、より生産性の高い酵母株の開発に取り組んでいるが、彼のチームは遺伝子編集ツールで微生物を改変するのではなく、指向性進化という手法を用いている。これは、酵母コロニーを様々なストレスにさらすことで、より安価な原料からより多くの油を生産するように促すというものだ。チャック氏によると、このアプローチはより強健な微生物を生み出す可能性があり、遺伝子組み換え生物に関する規制も回避できるという。

酵母リポマイセス・スターキーの遺伝子組み換え法に関する特許を保有するザイロム社は、トウモロコシと砂糖を餌とする菌株の収量向上に取り組んでいます。開発中の別の菌株は、エタノール生産の廃棄物を餌として油を生産することができ、ケレハー氏は、最終的にはマレーシア産パーム油の現在の半値で油を生産できると主張しています。繊維状の「セルロース系」原料をバイオ燃料に利用する研究は数十年にわたり行われてきましたが、これは実現困難な目標であることが示されています。しかし、ケレハー氏とジェフリーズ氏は、ザイロム社がこのアプローチを成功させることができると確信しています。「セルロース系は最終的に普及するでしょう」とジェフリーズ氏は語りました。

国立再生可能エネルギー研究所のバイオエンジニア、ジェフリー・リンガー氏は、微生物由来の油脂代替品の開発は追求する価値があるとしながらも、大規模生産が可能でセルロース原料を利用できる実用的な菌株を開発するには、企業にとって困難な道のりが待ち受けていると考えている。「調整できる要素はたくさんあるので、不可能だとは言いたくありません。また、簡単だとも言いたくありません」とリンガー氏は述べた。

たとえ菌株を改良したとしても、微生物の能力をどこまで引き出せるかには限界がある。チャック氏のグループは「科学の限界」モデルを用いて、将来、微生物油がパーム油と価格的に同等になる可能性を予測した。理想的なシナリオでも、微生物油は栽培パーム油よりも高価であり、より可能性の高い最良のシナリオでも、微生物油は約4倍高価になることがわかった。「誰がその費用を負担するのか分かりません」とリー氏は述べた。しかし、アミノ酸やタンパク質など、より価値の高い副産物を油と同時に生産できれば、微生物油は従来のパーム油と十分に競合できる可能性があるとチャック氏は述べた。環境意識の高い消費者がパーム油不使用製品に対して高い価格を受け入れる意思があれば、価格もそれほど重要ではなくなるかもしれない。

微生物由来の代替品が実用化されるためには、持続不可能な方法で生産されたパーム油の段階的廃止と、生産国の経済多様化を支援する規制政策も必要だとチャック氏は述べた。微生物由来のパーム油のカーボンフットプリントは森林伐採地で栽培されたパーム油よりも低い可能性が高いため、補助金や炭素税も酵母油の見通しを改善する可能性がある。しかし、酵母油のライフサイクル全体における排出量については、詳細な研究が行われていない。

「あるひどいものを別のひどいものに置き換えないようにするにはどうすればいいでしょうか？」とチャックは言いました。

微生物油が利用可能になるずっと前から、パーム油生産の直接的な影響を抑制するには、より持続可能な森林管理が必要だと、持続可能なパーム油のための円卓会議の広報担当者サラ・カウリング氏はメールで述べた。「パーム油は持続可能な方法で生産可能であり、またそうあるべきだというのが、私たちの立場です。」インドネシアの小規模パーム油研究コンソーシアムの創設者ダイアナ・チャリル氏は、小規模農家が既存のパーム油作物の収穫量を増やすのを支援することで、将来の森林破壊を防ぐこともできると付け加えた。

実際、年間7000万トンもの油が生産されていることを考えると、解決策は一つではありません。チャック氏によると、微生物由来の油は、従来のパーム油生産の全て、あるいは大部分を置き換える必要はなく、環境への大きなメリットをもたらすでしょう。業界の成長を抑制するだけで十分であり、まずは化粧品などの高価な製品におけるパーム油の代替から始めることができるでしょう。これは、C16バイオサイエンスやザイロムといった企業が追求している戦略です。

「私たちが今彼らが生産しているものを壊すつもりは全くありません」とケレハー氏は述べた。「私たちは、業界の成長にとって真に新たな選択肢を提示しているのです。」

それは、あまり表面的ではない変化の始まりとなるかもしれない。

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