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CRISPRが人間の健康を超えて：遺伝子編集の新たな投資フロンティア

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CRISPRが人間の健康を超えて

CRISPRによる遺伝子編集は、人の健康に大きな可能性をもたらします。このテーマは、これまで次の記事で取り上げてきました。

主要な遺伝子編集企業の比較：

主要なゲノム研究ツールメーカーの比較：

Illumina vs Pacific Bioscience: 次世代ゲノムシーケンシング企業の選び方

しかし、遺伝子編集を人に限る技術的な理由はありません。CRISPRはすでに合成生物学などの新しい分野で使われ、藻類由来バイオ燃料への応用も検討されています。人の医療以外で最大の市場となり得る分野は、まだ始まったばかりです。それが農業と食品生産のための遺伝子編集です。

遺伝子と農業

農業における遺伝的改変というと、多くの人は遺伝子組換え生物（GMO）を思い浮かべます。受け入れられ方や規制は地域ごとに異なります。2023年のEUには厳しい承認要件や国別の栽培制限がありましたが、すべてのGMOが一律に禁止されていたわけではありません。承認済みの一部製品は食品や飼料として輸入できました。

遺伝学と農業の関係は、それよりずっと幅広いものです。初期の農業でも、野生の植物や動物から望ましい性質を選び、栽培品種や家畜を育てることが重要でした。これは植物にも動物にも当てはまります。

最初の方法は選抜育種でした。農家は特定のDNA変化を直接起こせませんでしたが、自然に生じた有用な変異を残して広めることはできました。また、異なる品種や系統を交配し、より丈夫で生産性が高く、健康な作物や家畜を選びました。

1920年代からは突然変異育種が発展しました。放射線や変異原性の化学物質でランダムなDNA変化を増やし、その中から望ましい形質を選びます。多くの品種が生まれましたが、現在の食品の大半を占めると実証されているわけではありません。法的な分類も地域によって異なり、EUでは長い安全使用実績がある一部の従来型変異誘発法がGMO指令の義務から除外されています。

1980年代には、外来遺伝子を植物や、ときには動物に挿入する遺伝子組換え技術が登場しました。多くの人がGMOとして認識している技術です。ランダムな突然変異より目的が明確でしたが、挿入した遺伝子の位置など、すべての細部を制御できるわけではありませんでした。

2000年代の初期の実証は、狙った場所を変えるゲノム編集への道を開きました。特定のDNA変化によって作物を改良する新たな可能性が生まれています。

植物と動物の遺伝子編集

GMO植物は、遺伝的改変のよく知られた応用の一つにすぎません。医療では、血液凝固を抑えるタンパク質アンチトロンビンを遺伝子組換えヤギの乳で、インスリンを改変した細菌で生産しています。がんや多発性硬化症などの治療用タンパク質を鶏卵で生産する方法も研究されてきました。

一部の国では、特定のゲノム編集法を外来遺伝子導入とは異なる方法として扱います。植物がもともと持つDNAだけを変えた場合、必ずしも外来遺伝子を導入した植物にはなりません。別の種のDNAを加えれば、外来遺伝子を持つ植物になり得ます。ただし、この生物学的な区別だけで法的なGMOの扱いは決まりません。2023年のEUでは、新しい変異誘発法による植物は、外来DNAを追加していなくても原則としてGMO規制の対象でした。

特定のゲノム改変に対する簡素な規則は商機を生む可能性がありましたが、条件は国や製品によって異なりました。2023年に遺伝子編集した植物や動物がEU市場へ自動的に参入できたわけではなく、将来の制度変更が重要となり得ました。

農業でCRISPRによる遺伝子編集を利用する可能性は大きく、用途を挙げるだけでも幅広い分野に及びます。

動物

  • 脆弱性の低減: サーモン、豚、ウシ、鶏などの疾病。
  • 生産性の向上：筋肉量の増加、成長の加速、死亡率の低下。原文は養殖サーモンの死亡率40％を例に挙げていますが、数値は種、養殖方式、飼育条件によって変わります。

植物

  • 環境条件への耐性向上: 塩分、干ばつ、極端な高温、洪水、風、寒冷・霜。
  • 生産性の向上: 光合成の改善、穀物や果実の成熟速度向上、バイオ燃料や堆肥などのバイオマス増加、等。
  • 害虫・病害への耐性: 細菌、ウイルス、真菌、昆虫。
  • 商業的特性の向上: キノコや果実の変色防止、保存期間と栄養価の向上、種なし果実、色・外観・味の変更、等。

農業の新たな活用

農業でのCRISPR遺伝子編集の可能性や課題を詳しく知りたい方は、Innovative Genomics Instituteのこちらのページをご覧ください。

農業にCRISPRを活用する企業

多くの企業が農業にCRISPRを活用しており、一部は市場投入が近い製品を保有し、規制当局の承認を待っていました。

記事で紹介されたNatureの報道は、米国で特定のゲノム編集植物の規制負担が大きく軽減され、ブラジル、アルゼンチン、オーストラリアでも似た対応が取られたと説明していました。これは、あらゆる遺伝子編集が一律に規制を免れたという意味ではありません。一部の植物は当時のUSDA規則から除外され得ましたが、食品安全や農薬などに関する別の要件は引き続き適用されました。これらの植物に関する規則が家畜を自動的に含むわけではありませんでした。EUは2023年に異なる対応を取っていました。

1. AquaBounty

AquaBountyは標的を定めたゲノム編集の企業ではありませんが、約30年にわたり遺伝子組換えサーモンを開発してきました。

AQB 価格チャート

AquAdvantageサーモンは2015年にFDAの承認を得ており、この歴史的な業界概観で取り上げる価値のある事例でした。技術はゲノム編集より前の遺伝子組換え法に基づきます。FDAは評価した生産条件の下で、従来の養殖タイセイヨウサケと同等に安全で栄養価があると判断し、成長が速いことも確認しました。

2. Bayer

Monsantoを買収したBayerは、世界の主要なバイオテクノロジー・種子企業の一つです。GMO種子の重要な供給者であり、トウモロコシ、大豆、小麦などへのCRISPR応用も開発しています。

その取り組みの一部は、Ginkgo Bioworksとの提携（DNA）を通じて進められています。この大手合成生物学企業との協力では、微生物を遺伝子編集し、化学肥料の生物学的な代替物を開発することに焦点を当てています。

3. Ginkgo Bioworks

Ginkgoは改変した微生物による応用を開発しています。例えばCronosとの協力では、特別に開発した酵母株の発酵でカンナビノイドを生産し、大麻植物からの抽出に代わる方法を提供しています。

DNA 価格チャート

大麻、タバコ、コーヒー由来の物質の生産は、時間とともに単なる栽培よりバイオ技術による工程に依存するようになる可能性があります。Ginkgoは動物や作物の健康に関する技術も開発しています。

4. Corteva Agriscience

当時の市場で約410億ドルと評価されていたCortevaは、CRISPR技術を用いて新たな作物の形質を開発していました。

CTVA 価格チャート

Cortevaは国際的な研究機関との幅広い提携網を活用しています。また、ライセンス契約によりフランスの種子生産者Vilmorin & CieがCortevaとBroad InstituteのCRISPR特許を利用できるようになりました。

5. Benson Hill

CRISPRの革新は医療バイオ企業や公的研究機関と結び付けられがちですが、農業企業も基礎研究に貢献しています。Benson HillはHelmholtzの研究者やUtah State UniversityとCas12a2を研究しました。この酵素はRNAを認識した後にDNAを分解できます。「CRISPR 3.0」という呼称は、普遍的に定められた科学的な世代分類ではありません。

当時の説明では、Benson Hillは大豆を中心に、エンドウ豆や水産養殖向け栄養分野にも取り組んでいました。2023年の計画では、2025年に調整後EBITDAとフリーキャッシュフローをともにプラスにすることを目指していました。これは予測であり、達成済みの実績ではありません。

6. CalyxtとCibus

ここで説明された植物細胞技術はCalyxtが開発したものです。Plant Cell MatrixとBioFactoryは、改変した植物細胞を用いてバイオリアクターで物質を生産しました。Calyxtは2023年1月にCibusとの合併を発表し、同年5月に完了しました。Cibusの主な事業は作物形質の開発とライセンス供与であり、バイオリアクターの研究はCalyxtに帰属します。

CBUS 価格チャート

Calyxtはこれらのシステムを、化粧品、食品、医薬分野で使われる分子の生産に利用する研究を行っていました。細胞培養は植物組織の性質を活用し、さまざまな化合物の生産とコスト削減を目指すものでした。

7. ToolGen (199800.KQ)

同社はCRISPR-Cas9による遺伝子編集プラットフォームを使い、人の健康、動植物の形質改良、動物・植物細胞株による高付加価値化合物の生産に取り組んでいます。農業研究の開発案件には、より健康的な脂肪酸組成の大豆、除草剤耐性、干ばつ耐性、害虫抵抗性などが含まれます。

8. 非上場企業

CRISPRを農業の改良に使う企業がすべて上場しているわけではありません。非上場企業やスタートアップ、上記企業の潜在的な競争相手として、Pairwise、Hudson River Biotechnology、PlantEdit、Inariなどが挙げられます。

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ジョナサンは元生化学研究者で、遺伝子解析と臨床試験に従事していました。現在は株式アナリスト兼ファイナンスライターとして、イノベーション、市場サイクル、地政学に焦点を当て、彼の出版物『The Eurasian Century』で執筆しています。