科学は変異蚊でマラリア撲滅に近づく

オースティン・バートとアンドレア・クリサンティは、過去15年間、完璧な蚊を遺伝子操作で生み出すために精力的に研究を続けてきました。2人の科学者は、2017年に43万5000人の命を奪い、そのほとんどは子供だったマラリアの根絶を目指す研究者の中でも、最も過激な立場にあります。

一部の科学者が試みているように、マラリアを引き起こす寄生虫を阻止するだけでは満足せず、バートとクリサンティは、メスを不妊にする改変遺伝子（いわゆる「遺伝子ドライブ」）を蚊の個体群に導入し、蚊が絶滅するまで永続化させることを目指している。彼らは、あと15年で、この変異蚊がアフリカ全土に放たれると考えている。

「生きているうちに実現したいと思っています。必要なのは、小規模で孤立した原理実証例でその有効性を示すことだけです。そうすれば、誰もが使いたくなるはずです」と、64歳のクリサンティ氏は語る。

科学者たちは、ロンドン大学インペリアル・カレッジを拠点とし、ブルキナファソ、マリ、ウガンダの現地パートナーとともにマラリア撲滅に取り組む「ターゲット・マラリア」の最も著名な2人である。

彼らは、自分たちの研究が大胆で、危険でさえあるとみなされていることを重々承知しています。地球の友は、2017年11月に開催された国連生物多様性会議において、遺伝子ドライブの一時停止を求め、自分たちの研究を「駆除技術」と呼びました。

「これはGMO（遺伝子組み換え生物）技術です。拡散するGMO技術です。性別を再プログラムするGMO技術です。マラリアを根絶するために使えるGMO技術です」とクリサンティ氏は要約し、自身の研究がなぜ人々に不安と驚きを等しく呼び起こすのかを次々と列挙した。

クリサンティは1994年、バートは1995年にインペリアル・カレッジ・ロンドンに着任するまで、二人はゆっくりと同じ分野へと歩みを進めていった。クリサンティはイタリアで医師としての研修を受けた後、免疫学の博士号を取得し、1980年代後半にはハイデルベルク大学でマラリアワクチンの開発という頓挫したプロジェクトに携わった。その後、彼の関心は、蚊がどのようにマラリアを運び、媒介するのか、そしてその能力がどのように世代を超えて受け継がれるのかへと移っていった。

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バートは「カナダの真ん中で、夏は蚊がたくさんいる」ウィニペグで育ち、その後モントリオールに移り、1990年にマギル大学で生物学の博士号を取得した。

「オースティンとアンドレアはスタイルが驚くほど違います。それは二人の性格だけでなく、全く異なる文化的背景から来ているという事実も反映しています。オースティンは寒いウィニペグ地方で、アンドレアは暖かくて慌ただしいローマです。」と親しい同僚のデルフィーヌ・ティジーは言う。

ティジーはバートを「聞き上手」で「発言に非常に慎重」で、時折「議論の途中で沈黙が訪れる」ほどだと説明する。時折、彼のカナダ人らしい謙虚さを振り払うのは難しいと彼女は付け加える。

ウィニペグについて簡単に説明した後、バートは自身の経歴についてはあまり語りたがらず、会話を慎重に科学へと戻した。「面白い組み合わせですね。私はイタリア人で、コミュニケーション能力が高く、オープンです。彼は控えめなので、うまくいったと思います」とクリサンティは言う。

バートは、クリサンティの蚊が野外に放たれた際にどのような反応を示すかを予測するための模型を作り、ターゲット・マラリアの組織全体を監督し、広報も務めている。クリサンティは典型的なマッドサイエンティストに近い。最も満足感を感じるのは、再プログラムされた蚊を孵化させる研究室にいる時だ。「私は現場の人間ではないと言っておきましょう。自分自身に限界があるのは分かっています」と彼は言う。

バートは長年、酵母酵素を研究し、「利己的な遺伝子」がどのようにして標準的な50対50の確率よりも高い確率で自己を永続させるのかを観察してきました。彼は、ホーミングエンドヌクレアーゼとして知られるこれらの遺伝子が、複製され、他の用途に再構成される可能性があるのではないかと漠然と考えていました。これは、2003年の画期的な論文に応用した思考実験でした。

「もし遺伝子操作によって新しい[DNA]配列を認識できるようになれば、蚊のような動物の遺伝子ドライブシステムとして使えるでしょう。だから私は点と点を繋いで考えていたんです」とバートは説明する。彼は蚊のDNAを編集するだけでなく、蚊が最終的に絶滅する仕組みを遺伝子に埋め込みたかったのだ。マラリア原虫を媒介するのは、ハマダラカ（Anopheles）属の特定の種のメスだけなので、個体群をオスに偏らせることでこのリスクを最小限に抑えられるはずだ。

バートの論文は進化生物学者の間で広く注目を集め、彼はクリサンティにビル＆メリンダ・ゲイツ財団の助成金申請に協力するよう誘い、二人のパートナーシップは確固たるものになった。助成金は2005年に承認され、890万ドルの資金投入によって二人は理論を検証し、実験室でそれが機能することを証明することができた。クリサンティはその影響を「計り知れない」と表現している。

「必要な資源があれば手に入る。必要な技術があれば手に入る。必要な機材があれば手に入る。成功は自分たち次第だ、という考えが私たちに残されたのです。」このコミットメントはその後も拡大し、2016年には7500万ドルに達し、ブルキナファソ、マリ、ウガンダに研究所が建設されました。いずれはそこから蚊が放出される予定です。

ウガンダのターゲット・マラリア研究チームの主任研究員であるジョナサン・カヨンド氏は、世界規模で140名からなるチームの多様性は「異例だが、研究の規模を考えると必要不可欠でもある」と述べている。これら3つのアフリカ諸国のチームは、バート氏のモデルに入力し、クリサンティ氏の研究に役立てるために必要な基礎データを数十年にわたって収集してきた。

「遺伝子研究や現場での昆虫学的研究に関する専門知識も必要です。私たちは地域の蚊の個体群、その動態、季節性について理解しています」とケヨンド氏は付け加える。遺伝子ドライブによって作られた蚊が野生で生存し、環境に適切に適応できるようになれば（まだそうなってはいないが）、既存の昆虫群の中に放たれることになるだろう。

生態系への予期せぬ副作用は北米やヨーロッパの主要都市ではなく、ターゲット・マラリアが試験を開始する地域社会で感じられるため、同団体は関係者チームを雇い、意識を高め、将来の放出に対する同意を得ようとしている。

ステークホルダーチームの活動を監督するのは、元援助活動家からコンサルタントに転身したティジー氏です。彼女は長年にわたり、鉱業・エネルギー企業と操業拠点周辺に住む住民との関係改善を支援してきました。「バートはステークホルダーエンゲージメントの必要性を理解し、初期段階から資金提供者に支援を要請することを決断しました」と彼女はメールで語ります。「私は客観的ではありませんが、これは研究室の素晴らしい同僚たちの仕事と同じくらい重要だと言えるでしょう。」

ティジー氏は2014年に雇用され、ブルキナファソ、マリ、ウガンダのグループの懸念を地元の科学者に伝え、さらにターゲット・マラリア本部にも伝え、そこで検討され、すでに進行中の研究と計画に取り入れられている。

「地域を訪問すると、媒介動物に関する懸念がよく寄せられます。ハマダラカ（マラリア媒介蚊の一種）が減少した場合、別の媒介動物が代わりに侵入するのではないか、遺伝子組み換えされた蚊がマラリアなどの病気の媒介動物としてより優れた存在になるのではないか、といった懸念です」とティジー氏は説明する。「健康への影響に特に重点が置かれていますが、それはマラリアが人々の生活において非常に重要な問題だからだと思います。」

研究チームはまた、遺伝子ドライブの概念を現地の言語に翻訳し、マラリア蚊の個体数に予想される影響についても説明している。

昨年6月、ブルキナファソで約1,000人の農民が遺伝子組み換え蚊に反対するデモを行い、遺伝子ドライブが人体と環境に与える影響を懸念していると述べた。地球の友は、この技術の全面禁止を求めている。

「アフリカでは、私たち全員が潜在的に影響を受ける可能性があります。この駆除技術の実験台になりたくはありません」と、アフリカのフレンズ・オブ・ジ・アースのマリアン・バッシー＝オロヴウジェ氏は述べている。「影響を受ける可能性のある西アフリカのコミュニティは、この危険な技術に同意も承認もしていないことを、私たちは今、周知させています。」

150カ国が署名している国連生物多様性条約は、11月に、遺伝子ドライブの一時停止を求める批判派の要求を支持しないことを決定したが、蚊の放出はケースバイケースで検討され、地域社会の同意が必要になると警告した。

バート氏は、遺伝子ドライブの多様な形態、つまり「種類」と、それに応じた環境曝露レベルについての理解が比較的不足していることが問題だと考えている。「低閾値、高閾値、スプリット型、デイジー型、テザー型、インテグラル型、性別限定型などがある」と彼は言う。例えば、遺伝子ドライブの中には一度に大量に放出されるものもあれば、複数の小規模な放出を一定間隔で繰り返すものもある。ターゲット・マラリアは既に、その計画において同意、規制、そして地域社会の関与を支持しており、「この特定の蚊種に特化した捕食者はいない」と彼は付け加える。

クリサンティ氏は、進化生物学のバックグラウンドに深く影響を受け、批判者に対してより哲学的な見方をしている。「種は絶滅と出現を繰り返してきたため、環境の安定性を擁護することは、私にとっては正当ではない」と彼は言う。人間の「寿命」は限られているため、こうしたプロセスを非常に短期的にしか捉えられないことが多いと彼は付け加え、遺伝子ドライブ論に勝利しようとする科学者は、マラリアの恐ろしい犠牲をもっと頻繁に強調すべきだと付け加える。「この戦いは、技術的な議論を説得することではなく、道徳的な根拠に基づいて勝利するだろうと私は考えています」

遺伝子ドライブを用いたマラリア根絶の研究は、バート氏とクリサンティ氏だけではありません。カリフォルニア大学サンディエゴ校とカリフォルニア大学アーバイン校の科学者たちは、南アジアに焦点を当て、マラリアの原因となる寄生虫に対する蚊の耐性を高める遺伝子ドライブの概念実証を開発しました。

マサチューセッツ工科大学（MIT）の進化彫刻グループを率いるケビン・エスベルト氏は、げっ歯類対策として、局所的にのみ拡散する「デイジードライブ」という概念を考案しました。エスベルト氏はまた、進化生物学分野におけるCRISPR遺伝子編集技術の可能性をいち早く認識し、その制御不能な力について国民に警鐘を鳴らしてきました。しかしながら、マラリアは「他のほとんどの種類の問題には存在しない」遺伝子ドライブの必要性を強く訴えています。

CRISPRは研究室での生活のあらゆる側面をスピードアップさせましたが、現場では最先端技術が未だに使われていません。「蚊を採取するのに、基本的に100年前の技術を使っているんです」とバート氏は言います。「優秀な人材が貢献できる余地があります。そうすれば、より大規模なモニタリングを、妥当なコストで、ほぼリアルタイムに近いデータで行えるようになるでしょう」。今のところ、遺伝子ドライブ技術は、規制上のハードル、地域社会の同意、あるいは遺体の収集といった問題よりもはるかに深刻な課題に直面しています。この技術はまだうまく機能していませんが、その主な原因は、世代を超えて遺伝子に蓄積される自然発生的な耐性です。

ターゲット・マラリアは昨年9月、蚊の雄か雌かを決定する編集された「doublesex」遺伝子に対する抵抗力なしに、8世代で蚊の個体群を絶滅させた方法を説明する論文を発表し、15年で最大の前進を遂げた。

研究者たちは、この改変遺伝子を持つ雄には変化が見られず、改変遺伝子を1つしか持たない雌にも変化が見られないことを発見した。しかし、改変遺伝子を2つ持つ雌は雄と雌の両方の特徴を示し、噛み付かず、産卵もしなかった。編集された遺伝子の世代間伝達はほぼ100%であり、少なくとも実験室環境では耐性を克服できることが証明された。

バートはこの実証実験がもっと早く実現するだろうと考えていた。「15年もかかるとは思っていませんでしたが、それは私の甘さが大きかったのでしょう」と彼は言う。彼は今後5年以内に遺伝子ドライブ蚊のフィールド試験を実施し、10年以内にブルキナファソ全土にプロジェクトを展開したいと考えている。「ほとんどの科学者は、自分の研究の成果を生で見られると思っているかもしれませんね」と彼は期待を込めて言う。

この記事はWIRED UKで最初に公開されました。