「自然」はどこまで「自然」? 遺伝子操作が変える環境保護のあり方

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野生の草木や野生の動物など、人間の手を借りなくてもそこにある生物だけで生態系が維持されている環境をわたしたちは「自然のもの」と呼んでいます。

ここでもし人間が「作り出した」生物が生態系に入り込んで増えていき、野生の動植物と混ざり合って維持管理に一役買ったとしたならば、それはどこまで「自然のもの」だと言えるのでしょうか? 

シンセティック環境保護(Synthetic Conservation)という考え方が普及すれば、「自然」の意味が変わってくる未来があるのかもしれません。

シンセティック環境保護とはなにか

シンセティック環境保護とは、合成生物学(Synthetic Biology)の知見や技術を従来の環境保護に取り入れようという発想です。
合成生物学とは一体何なのか
?

これは非常に難しい質問です。まだまだ発展途上の科学分野であるため厳密な定義がなく、研究者ごとに十人十色の答えが出るものなのです。現時点でおおむね共通しているのは、DNA配列を操作することで生物の機能をデザインしていくもの」という認識でしょうか。いずれ厳密な定義ができたときも、この要素は必ず入ってくることと思います。 

それの一体何が新しいのかと思った人もいるかもしれません。人間のDNA配列を解読するヒトゲノム計画や遺伝子組み換え食品などはすでに10年も20年も前に登場していたものです。DNAを調べたり操作するという点だけを見るならば、とっくの昔にさんざん騒がれたトピックのはず。

こうした従来の遺伝子操作と何が違うのか?
もちろん技術の進歩のおかげで、
DNAを操作する工程の効率が向上しているという側面はありますが、それは従来の遺伝子操作も同じこと。合成生物学の先進的な点は、DNAの塩基ひとつひとつを合成する技術を使い、「コピペ」を使う遺伝子操作から脱却した点と言えるでしょう。  

コピペに頼らない遺伝子操作

以前の遺伝子工学は「コピペ」に頼っていました。
たとえばカニの
DNAの一部をウニに移植したい場合、かならずカニのDNAを調べ、移植したい部分を特定し、その部分を切り取ってウニのDNA内に貼りつけるという手順を踏んでいました。これがカキだろうがウシだろうが同じことで、DNA配列を移植する際には必ず現物をどこかから持ってくる必要があったのです。これでは時間がかかり、切り取り元の調達の手間もかかります。 

合成生物学は、ATGCで表されるDNAの塩基一つ一つを合成することでこれを解消しました。DNAの基本ブロックと言える塩基を個別に合成する設備を活用し、コンピューターからの入力を各塩基と対応させて合成することで、いわばタイプした文章を印刷するようにDNA配列を自由に作り出すのです。

こうして「コピペ」から脱却したことで、これまでにない柔軟なDNA配列を作り出すことが可能になりました。  

合成バクテリアと新しいDNA

合成生物学の大きな成果の一つは、2010年にJ.Craig Venter研究所で作られた合成バクテリアでしょう。この合成バクテリアは人工のDNAを組み込まれて「誕生」した生物です。

研究所はまずマイコプラズマ・ミコイデスという細菌の全ゲノムを再現したDNAを合成(コピペじゃなく!)し、それをマイコプラズマ・カプリコルムという別種の細菌の細胞に移植。108万個もの塩基配列が並ぶこの合成ゲノムは見事細胞を「起動」させ、生命維持と増殖が可能な一個の細菌として活動を始めたのです。

面白いことにこの生物のDNAには、後の人が見て人工物とわかるようにと、研究に寄与した科学者の名前や引用文などが「透かし」として書き込まれています。これはDNA配列の操作を「コピペ」に頼らない合成生物学ならではの技術が活かされた例でしょう。

もう一つ注目の研究は、2014年にカリフォルニアのスクリプス研究所が発表した、6つの塩基を持つ細胞です。
DNAの塩基は通常、アデニン(A)とペアを組むチミン(T)、グアニン(G)とペアを組むシトシン(C)4種類だけ。ところがこの研究ではDNAの塩基の分子そのものに手を加え、新たにXY2種類を余分に持つ細胞を作り出したのです。

通常のDNA20種類のアミノ酸を作り出し、生物の体内ではそれを組み合わせて様々なタンパク質が作られます。XYが追加されたこのDNAはなんと172種類のアミノ酸を作り出し、より幅広い種類のタンパク質を作ることができるのです。発表時点でこの細胞は研究所の環境内でしか生存することができない状態でしたが、将来的にはがん細胞だけを殺すタンパク質の開発や、顕微鏡下で観察しやすいように光るタンパク質などへの応用が期待されています。

こうした合成生物学の成果を踏まえ、動物の保護や環境変化などによる絶滅の抑制を超えた、より踏み込んだ活動をしよう――これがシンセティック環境保護の考え方です。