１つの生物種全体を永久に変えてしまう遺伝子編集技術

CRISPR遺伝子ドライブは、科学者がDNA配列を編集し、その編集された遺伝形質が将来の世代に確実に受け継がれるようにすることで、生物種の全体を永久に変えてしまえる可能性を開きました。この技術は他の何よりも様々な疑問を引き起こしています。この新しい力は人類にどう影響するか？ 果たして我々はそれで何を変えるのか？ 人間は神になったのか？ ジャーナリストのジェニファー・カーンがこれらの疑問を考察し、マラリアやジカ熱を根絶する感染症耐性を持つ蚊を開発するという、極めて高い効果が見込める遺伝子ドライブの応用を紹介します。

これから遺伝子ドライブについて
話しますが

まず簡単に
背景を説明しましょう

20年前 アンソニー・ジェームズという
生物学者が

マラリアを媒介しない蚊を作る
というアイデアに

取り付かれました

素晴らしいアイデアですが
まったく成功しませんでした

１つには マラリア耐性のある
蚊を作るのが

極めて難しいためでしたが

最後には 彼はやってのけました
ほんの数年前のことです

ある遺伝子を組み込むことで

マラリア原虫が蚊の体内で
生きられないようにしたのです

ただこれにより
別の問題が持ち上がりました

マラリア耐性のある蚊は
できましたが

それをどうやって
マラリアを媒介する蚊と置き換えるのか？

いくつか選択肢があります

プランＡは基本的に

その新しい
遺伝子組み換えの蚊を

大量に育てて
野に放ち

その遺伝子が受け継がれることを
期待するというものです

問題は これが
うまくいくためには

天然の蚊の10倍の数の蚊を
放つ必要があるということです

だから１万匹の
蚊がいる村なら

10万匹の蚊を
放つことになります

お分かりになると思いますが

これは住人にはあまり
歓迎されないやり方でした

(笑)

去年の１月
アンソニー・ジェームズは

イーサン・ビアという生物学者から
メールを受け取りました

ビアと その院生の
ヴァレンティノ・ギャンツは

特定の遺伝形質が
受け継がれるだけでなく

極めて速やかに
広まるようにできる

ツールを見出したというのです

それが本当なら ジェームズが
20年間取り組んで来た問題が

解決することになります

彼らは試しに
マラリア耐性遺伝子と

遺伝子ドライブという新しいツールを
組み込んだ蚊を ２匹作ってみました

遺伝子ドライブについては
後ほど説明します

それから彼らは

マラリア耐性遺伝子を
受け継いだ蚊の眼が

通常の白色ではなく
赤色になるように仕組みました

これはどっちがどっちか
一目で分かるようにという

便宜のためです

そのマラリア耐性のある
赤目の蚊２匹を

普通の白目の蚊30匹が
入った箱に入れ

繁殖させました

２世代の後
孫が 3,800匹生まれました

これは驚くところ
ではありません

驚くのはここからです

たった２匹の赤目の蚊と

30匹の白目の蚊で
スタートしたら

子孫は ほとんどが白目になると
思うでしょう

ところが ジェームズが
箱を開けてみると

3,800匹の蚊のすべてが
赤目だったのです

私がイーサン・ビアに
この時のことを聞くと

彼はあまりに興奮して
電話の向こうで叫んでいたほどです

というのも 赤目の蚊だけが
できるというのは

生物学の基本中の基本である

メンデル遺伝学に
反しているからです

簡単に説明しますが

メンデル遺伝学によると
オスとメスが交尾すると

子供はそれぞれの親から
DNAの半分を受け継ぎます

元の蚊がaa型で

新しい蚊が マラリア耐性遺伝子Bを持つ
aB型だとすると

４種の順列に従った
子供ができます

aa型 aB型 aa型 Ba型

しかし遺伝子ドライブを使うと

すべてがaB型になったのです

生物学的には
あり得ないはずですが

どうして
そうなったのでしょう？

第１に CRISPRという
遺伝子編集ツールが

2012年に登場したことが
挙げられます

CRISPRについては
聞いたことのある人が多いと思うので

ここでは簡単に CRISPRは

研究者が簡単に素早く正確に 遺伝子を
編集できるツールだと言っておきましょう

元々バクテリアの中に存在していた
メカニズムを利用していて

基本的には
DNAを切り取る

ハサミとして機能する
タンパク質と

ゲノム上の好きな場所に
ハサミを差し向けるための

RNA分子からなっています

結果として得られるのは
遺伝子のワープロのようなものです

遺伝子をまるごと
取り出したり 埋め込んだりでき

遺伝子を１文字だけ
編集することさえできます

しかも ほぼどんな種に
対しても使えます

遺伝子ドライブには元々２つの難問がある
と言ったのを思い出してください

１つ目は マラリア耐性のある
蚊を作るのが

難しいということですが

これはCRISPRのおかげで
基本的には解決しました

もう１つは物流の問題です

どうやって形質を
広めたらいいのか？

巧妙な方法が必要です

２年前 ハーバード大の生物学者
ケヴィン・エスヴェルトは

対象の新しい遺伝子だけでなく
カット＆ペーストの機構も

CRISPRに埋め込ませたら

どうなるだろうと考えました

言い換えると CRISPR に自分自身も
コピー＆ペーストさせるということです

止まることを知らない遺伝子編集マシンが
できることでしょう

そしてそれが
まさに起きたことでした

エスヴェルトの作った
CRISPR遺伝子ドライブは

形質が受け継がれることを
保証するだけでなく

生殖細胞に使われると

新しい遺伝子を
すべての子の両方の染色体に

自動的にコピーするんです

一括置換のようなものです

科学用語で言うなら
ヘテロ接合形質のホモ接合化です

これが意味するのは
どういうことでしょう？

１つには 非常に強力であるとともに
懸念を感じる新しいツールを

私たちは手に入れた
ということです

これまでのところ 遺伝子ドライブが
そんなに上手く機能していないことに

むしろ安堵を感じます

生物の遺伝子を
いじりまわすと

通常 進化的な適応度は
下がることになります

だから生物学者は
特に心配することなく

突然変異のショウジョウバエを
作れます

何匹か逃げたところで
自然淘汰が後始末してくれます

遺伝子ドライブが 注目に値し
強力で 恐ろしくもあるのは

それが もはや成り立たない
ところです

与えた形質が
飛べない蚊のような

大きな進化的欠点を
持つのでない限り

CRISPR遺伝子ドライブは その形質が
集団のすべての個体に行き渡るまで

容赦なく広まり続けます

うまく働く遺伝子ドライブを作るのは
簡単ではありませんが

ジェームズやエスヴェルトは
可能だと考えています

良い知らせは これが極めて素晴らしい
ことへの扉を開くということです

マラリアを運ぶ
ハマダラカの

ほんの１パーセントに

マラリア耐性遺伝子ドライブを入れると

研究者の見積もりでは
１年で集団全体に広まることになります

たった１年でマラリアを
撲滅できるかもしれないのです

実際的には そうできるまで
何年かかかるでしょうが

毎日千人もの子供が
マラリアで死んでいるのを

１年でほとんど
ゼロにできるのです

同じことが デング熱 チクングニア熱
黄熱にも言えます

もっとあります

侵略的外来種の排除 —

たとえば北米の五大湖から
アジア産のコイを駆逐したいなら

オスだけが生まれるようにする
遺伝子ドライブを

放てばいいだけです

数世代の後にはメスがいなくなり
コイは消え失せます

理論的には それによって
絶滅の危機に追いやられていた

何百種という在来種が
回復するでしょう

それが良い知らせですが

悪い知らせもあります

遺伝子ドライブは
極めて効果が高く

誤って放ってしまうと
生物種全体を変えてしまう危険があります

それもごく速やかに

アンソニー・ジェームズは
十分な予防措置を取っていました

生物学的封じ込めを施した
実験室内で蚊を繁殖させ

アメリカにはいない種を
使っていました

だから逃げ出したとしても

つがう相手がいなくて
ただ死に絶えるだけです

しかしオスだけを生む遺伝子ドライブを
持つアジア産のコイが

何かの手違いで10匹ほど
五大湖からアジアにもたらされたとしたら

アジアの天然のコイを
払拭してしまうかもしれません

現在の繋がり合った世界では
ありそうにないこととは言えません

そもそも侵略的外来種の問題があるのも
そのためなんですから

魚はまだ良いとして

蚊やショウジョウバエだと

閉じ込めようがありません

国境だろうと海だろうと
越えてしまいます

別の悪い知らせは

遺伝子ドライブが

標的種の中に留まるとは
限らないことです

遺伝子流動のためです

近縁の種は

異種交配することが
あるということです

そうなると遺伝子ドライブが
種を越えて広まるかもしれません

アジア産のコイから
他の種のコイへというように

遺伝子ドライブが 目の色のような形質を
広めるだけなら まだいいでしょう

実際 近い将来 すごく奇妙な
ショウジョウバエの発生を目にする可能性は

少なからずあります

遺伝子ドライブが
種を抹殺するようデザインされていたなら

とんでもない災厄に
なりかねません

懸念すべき最後の点は

遺伝子組み換えして
遺伝子ドライブを組み込む技術というのは

基本的に世界のどの実験室でも
できるようなものだということです

学部学生でもできるし

出来の良い高校生でも
しかるべき設備があればできるでしょう

少し怖い気がしてきたんじゃ
ないでしょうか

(笑)

面白いことに
私が話した科学者のほとんどは

遺伝子ドライブが 怖いとも
危険だとも 思っていないようでした

ある部分では 彼らが

科学者なら 責任をもって
注意深くやるはずだと信じているためです

(笑)

これまでのところは
裏切られていません

しかしまた 遺伝子ドライブには
制限もあります

１つには 有性生殖を行う種にしか
使えないということがあります

だから ありがたいことに
ウイルスやバクテリアを作るのには使えません

また形質は 世代ごとにしか
広まりません

種全体を変えたり
抹殺したりといったことは

生殖周期がごく短い種でしか
実際には起きないでしょう

昆虫とか
ネズミや魚のような小型脊椎動物などです

ゾウや人間では
問題になるほど形質が広まるには

何世紀もかかるでしょう

また CRISPRを使おうと 本当に壊滅的な
形質を作り出すのは たやすくありません

たとえばアメリカの農業に
打撃を与えるために

腐った果物でなく
普通の果物を食べる

ショウジョウバエを
作ろうと思ったとします

まず ハエが食べたいものを制御する

遺伝子を特定する
必要があります

これだけでもかなり長期の
難しいプロジェクトになるでしょう

それからハエの行動を
変えるために

その遺伝子を変更する
必要がありますが

これは さらに長期の
難しいプロジェクトになるでしょう

それに うまくいかない
可能性もあります

行動を制御する遺伝子は
複雑なためです

だからもしテロリストが

失敗する可能性のある

何年もかかる細心の
基礎研究に着手するか

単に爆弾で吹き飛ばすかを
選ぶとしたら

たぶん後者を選ぶでしょう

ことに「リバーサル・ドライブ」と
呼ばれるものを作るのが

理論的には ごく簡単であることを
考えると なおさらです

リバーサル・ドライブは 遺伝子ドライブの
引き起こした変化を上書きします

だから遺伝子ドライブによる変化が
気に入らなければ

それをなかったことにする
第２のドライブを放てばいいだけです

少なくとも理論的には

私たちは どういう地点に
いるのでしょう？

今や私たちは種を丸ごと
変えてしまう力を手に入れました

それはすべきことなのでしょうか？

我々は神になったのか？

それは分かりませんが

こうは言えます

第１に 非常に賢明な人々が

今も遺伝子ドライブを
どう規制するか議論しています

同時に 他の非常に賢明な人々が

遺伝子ドライブが自主規制したり
数世代で減少に転じ消滅するといった

保護策を作ろうと
取り組んでいます

これは素晴らしいことです

それでも この技術については
対話が必要です

遺伝子ドライブの
性質を考えれば

この対話は世界的なもので
ある必要があります

ケニアは使いたいけど
タンザニアは使いたくなかったとしたら？

空を飛べる遺伝子ドライブを放つ判断は
誰が下すのでしょう？

私はこの問への答えを
持ち合わせていません

今 私たちに進める道は

リスクと利益について
率直に話し合い

自らの選択に
責任を持つことでしょう

この選択には 遺伝子ドライブを
使うという選択だけでなく

使わないという
選択もあります

人は 現状維持が
最も安全な選択だと

思う傾向があります

しかし そうとは限りません

遺伝子ドライブにはリスクがあり
議論が必要ですが

一方で マラリアは現に存在し
毎日千人 殺し続けています

それに対して
殺虫剤散布で対処するのは

両生類や鳥類を含む他の種に
多大なダメージを及ぼします

だからこの先何ヶ月かの間に
遺伝子ドライブについて耳にしたら —

きっと耳にすることに
なると思いますが

そのことを
思い出してください

行動するのは
怖いかもしれませんが

行動しない方が悪い結果に
なることも多いのです

(拍手)