バイオテクノロジー
遺伝子編集が生物多様性を保全できる方法
絶滅から種を守る
Destruction of habitats, over-hunting, and other ecological damages have pushed many species into extinction, or close to it. It is an inherent characteristic of the so-called “Anthropocene”, a new geological era marked by the dominance of mankind over the Earth’s ecosystems.
生息地の破壊、過剰狩猟、その他の生態系への損害により、多くの種が絶滅、あるいはその寸前に追い込まれています。これは「人新世」と呼ばれる新たな地質時代の本質的な特徴であり、人類が地球の生態系を支配していることを示しています。
自然保護区や狩猟対象動物の保護、動物園での繁殖といった従来の保全戦略は、多くの種を危機的状況から救うのに役立ってきました。
しかしながら、これらの戦略は主に種全体を保存することに焦点を当てており、以前の自然個体群に比べて個体や植物の数は限られています。
確かに種を救うことはできますが、遺伝的多様性の大幅な喪失を伴います。その結果、保存された種は気候変動や生息地破壊、病原体など将来の脅威に対してより脆弱になります。
新たに注目されている代替手段はゲノム編集技術で、単一遺伝子だけでなく個体の遺伝情報の大部分を改変します。これにより、ほぼ絶滅状態のボトルネックを経験した集団の遺伝的多様性を回復させることが期待されます。
University of East Anglia、University of Copenhagen、University of Kent、Mauritian Wildlife Foundation、Durrell Wildlife Conservation Trust、そしてColossal Foundation & Colossal Biosciencesの研究者らは、この技術の倫理的、社会的、経済的側面について、Nature Reviews Biodiversity1に掲載された「Genome engineering in biodiversity conservation and restoration」というタイトルの論文で議論しました。
遺伝的ボトルネック
Plants and animal populations are segmented into species, with a common definition being that species cannot interbreed with each other.
植物や動物の個体群は種に分けられ、一般的な定義では種同士は交配できません。
しかしながら、種の遺伝子は均一な塊ではなく、微細な遺伝的変異が行動、外観、能力、さまざまなストレスへの耐性、病気への抵抗力など、種内の違いを生み出します。
種を構成する多数の個体が死亡したり繁殖に失敗したりすると、これらの個体が保有していた遺伝的多様性の一部が失われます。
これにより、生態学者が「遺伝的ボトルネック」と呼ぶ現象が生じ、さまざまな形質が失われ、生き残った個体には残らなくなります。
これにより遺伝的多様性が減少するだけでなく、有害な変異の蓄積が高まる「ゲノム侵食」と呼ばれる現象が起こります。侵食が過度になると、環境や利用可能な資源に関係なく種の絶滅につながります。
それほど深刻でない場合でも、生き残った種は遺伝的に脆弱な状態が残り、新たな疾病や気候変動といった将来の脅威に対する回復力が低下します。
失われた遺伝子は現在の個体には存在しませんが、歴史的サンプルやバイオバンク、関連種に残っている可能性があります。
ケーススタディ：ピンクピジョンにおける遺伝的侵食
An example of a species brought back from the edge of extinction is the Mauritian pink pigeon, a bird native to Mauritius Island in the Indian Ocean. From 10 surviving individuals, breeding in captivity and reintroduction to their natural habitat brought their numbers back to 600 birds.
これらのハトの遺伝子を調べた研究は、ゲノム侵食が今後50〜100年で絶滅につながる可能性があることを示しています。飼育下や野生に他の個体がいなければ、これまでの保全努力は最終的に無駄だったことを意味していました。
したがって、ピンクピジョンだけでなく多くの絶滅危惧種に対して新たな解決策が必要です。
“To ensure the long-term survival of threatened species, we argue that it is essential to embrace new technological advances alongside traditional conservation approaches.”
失われた遺伝子の探索
A lot of biological material has been saved in museums and biological databanks, especially for species that have become extinct or are at risk of extinction in the past few decades, once the importance of DNA became better understood in the scientific community.
過去数十年で絶滅した、または絶滅危惧種となった生物について、DNAの重要性が科学界で認識されるようになってから、多くの生物学的資料が博物館やバイオデータバンクに保存されています。
つまり、この遺伝的多様性を持つ個体が何十年、あるいは何世紀も前に死んでいても、その遺伝的遺産は遺伝子を失わせた同じ人間の手元に今も残っているということです。
出典: Stephen Turner
ゲノム解析と遺伝子編集が日々容易になる中、これら重要な遺伝子を絶滅危惧種の遺伝子プールに戻すことはますます魅力的になっています。
“We’re facing the fastest environmental change in Earth’s history, and many species have lost the genetic variation needed to adapt and survive. Gene engineering provides a way to restore that variation.
The research group outlined three main applications of the technology:
- 失われた遺伝的変異の回復. This can be done by bringing back through gene editing the genes present in a historical sample, but absent from the modern surviving population.
- 適応性の向上. Genes known for being linked to traits like heat tolerance or pathogen resistance could be prioritized to improve a species’ survival rate and ability to adapt to its environment, especially in the wild.
- 有害変異の削減. Targeted deletion of harmful mutations in the surviving population can increase survival, overall health, and reproduction rate for the long term. This can be especially important for individuals who will later be reintroduced to their natural habitat.
| 応用 | 説明 | 潜在的影響 |
|---|---|---|
| 失われた遺伝子の回復 | 集団ボトルネック中に失われた対立遺伝子を再導入する | 種の回復力と多様性を高める |
| 適応性の強化 | 気候や病気への抵抗性を持つ形質を導入する | 野生環境での生存率を向上させる |
| 有害変異の削減 | 生存集団から有害変異を除去する | 健康と繁殖能力を向上させる |
ゲノム工学のリスク
The first risk is that the technology does not perform as intended. Notably, off-target genetic modifications can create extra-harmful mutations.
最初のリスクは、技術が意図した通りに機能しないことです。特に、オフターゲットの遺伝子改変が余分な有害変異を生む可能性があります。
改変された個体の繁殖を過度に促進しようとすることは、遺伝的多様性のさらなる減少を招く恐れがあります。
最近では、失われた遺伝子の一部だけを再導入した場合でも、予期せぬ遺伝子発現や効果が生じ、種に元々存在しなかった望ましくない形質が現れることがあります。これにより、絶滅危惧種の生存能力がさらに低下するか、広範な生態系に導入された場合は生態系への損害を引き起こす可能性があります。
以上の理由から、科学者は段階的で小規模な試験と、ゲノム工学プロジェクトの進化的・生態学的影響を長期にわたり厳密にモニタリングすることを推奨しています。
別のリスクとして、保全において「技術優先」の考え方を採用することがありますが、遺伝子介入は生息地の回復や従来の保全活動を補完すべきであり、置き換えるべきではありません。
“Genome editing is not a replacement for species protection and will never be a magical fix — its role must be carefully evaluated alongside established conservation strategies as part of a broader, integrated approach with species protection as a guiding principle.”
「ディエクスティンクション」とのシナジー
In the same way that genome engineering can introduce new genes into a population that has undergone a bottleneck, it could potentially reintroduce species that are entirely extinct. This is the concept called “de-extinction”.
ゲノム工学がボトルネックを経験した集団に新しい遺伝子を導入できるのと同様に、完全に絶滅した種を再導入する可能性もあります。これが「デ・エクスティンクション（復活）」と呼ばれる概念です。
A major supporter of this idea is the company Colossal. It notably recently made ディアウルフの部分的再現でニュースで大きな話題を呼びました.
The next step for the company is recreating the woolly mammoth.
“The same technological advances that allow us to introduce genes of mammoths into the genome of an elephant can be harnessed to rescue species teetering on the brink of extinction.
It is our responsibility to reduce the extinction risk faced today by thousands of species.”
Dr Beth Shapiro, Chief Science Officer at Colossal Biosciences.
De-extinction usually involves creating embryos of the extinct species and having them carried to term by related species. このような種間代理妊娠は現在、シロサイを救うためにすでに実施されています.
同様の手法は、ゲノム工学と組み合わせて絶滅危惧種にも応用でき、保護された自然個体と並行して、より遺伝的多様性の高い個体群をほぼ「大量生産」できる可能性があります。
全体として、この考えは合成生物学が保全活動にもたらす広範な影響の一部です。
出典: iScience
バイオテックセクターへの投資
Ginkgo Bioworks: 保全ゲノミクスのリーダー
(DNA )
The company is producing on-demand organisms for specific applications. It has diversified its applications widely with many research programs and partnerships:
- カンナビノイド
- mRNAワクチン製造と核酸医薬品
- 食品タンパク質
- バイオロジカル肥料の生産（Bayerとのパートナーシップ）
- 腸疾患用プログラム可能微生物
- マイクロプラスチックのバイオレメディエーション
- バイオセキュリティと病原体検出
- 廃棄物と汚染物質のリサイクル
It generates money by being first paid upfront for the development process and then through royalties on the finished product.
開発プロセスの前払いを受け、完成品のロイヤリティで収益を上げています。
同社は新しい生物体の設計と新種の動植物の技術開発において、イノベーションの最前線に立っています。
これにより、同社は絶滅危惧種や大型動物だけでなく、植物や微生物叢の増殖にも貢献できる強力な立場にあります。公共プログラムや民間環境NGOと協力し、こうした戦略を実装する重要なパートナーとなり得ます。
（本稿では、この企業の歴史、独自技術、ビジネスモデルを説明する専用レポートでさらに取り上げました）その歴史、独自技術、ビジネスモデルを説明する専用レポートで.)
最新のGinkgo Bioworks（DNA）株式ニュースと開発状況
参照研究
1. Van Oosterhout, C., Supple, M.A., Morales, H.E. et al. Genome engineering in biodiversity conservation and restoration. Nat. Rev. Biodivers. 2025年7月18日. https://doi.org/10.1038/s44358-025-00065-6
