中高生と“いのちの不思議”を考える─生命科学DOKIDOKI研究室

ぶわわっっく しょ～～い はー！はー！ 鼻水ズビズバ… ドキドキしすぎて もう大変… 病院での 検査の結果 スギ花粉症 だって…… 春先になると スギが花粉を 飛ばすように なるのよね～ なんと…… 自宅の裏山が スギ林だった という…！ ぶわわ～! こんなの DOKIDOKI星には なかったし～！ 今月は このマンガ 休む～!! えっそれは 困るね… どうにか ならないかな!? 調べに行って みよう！

スギは 木材として利用されるため 山林に植えられており 私たち日本人の 生活に欠かせない 有用な造林樹種… 大切な資源です! 七⾥ 吉彦 先生 ななさと よしひこ 森林研究・整備機構 森林総合研究所森林バイオ研究センター しかしその花粉が 体内に入ると アレルギー反応が 起こる人もいて 国民の38.8%が スギ花粉症と 言われています 日本耳鼻咽喉科学会 「鼻アレルギーの全国疾病調査2019」より ここにも また一人 増えてるって ことね… ぶわっ… ぶわっ… ぶわっく しょ～い！ なんでそんな 花粉なんかが 出るのぉ～!?

花粉症に悩み スギを全部 切り倒してほしい という人も いるようですが… でも スギの木は 必要よ！ その通りですね！ 花粉はイヤだけど スギの木は必要… そこで 自然界で発見された 無花粉スギと 木材としてすぐれている 成長性の高いスギを 人工交配させるという方法で 品種改良を進めています！ そしてもうひとつ…… ゲノム編集という技術で 無花粉スギをつくる 研究も進めているんですよ え～っ 無花粉 スギ!?

「ゲノム編集」って 聞いたことはあるんですが 実際にはいったい どんなことをして いるんですか？ あっ そうですね 動物・植物の 細胞の核の中に 化学物質でできた 二重らせん型の 鎖があります これが 「DNA」です 聞いたこと あるかも… これには 動植物の体の設計図が 書き込まれているのですが 特になんらかの特徴の もとになる部位を 「遺伝子」と言います そして DNAにのっている すべての遺伝情報を 「ゲノム」と言いまして… 「ゲノム編集」では 「この生物の この部分を変えたいな」 と思う部分を特定して 書き換えたりしています そんなこと できるん ですか～！ ドキドキ する～！

近年のゲノム編集では 塩基配列をじっくり見て 「ここを編集したい」 という部位を特定したら 「CRISPR-Cas9： クリスパーキャスナイン」 というゲノム編集技術を使う …という方法をとることが 多いです これは2020年の ノーベル化学賞に 選ばれた技術で 世界中の研究機関で 利用されており… 狙った塩基配列と 同じパターンがある箇所で 「はさみ」みたいに切断して DNAを変異させるという 編集方法です エマニュエル・シャルパンティエ博士と ジェニファー・ダウドナ博士 同じパターンの 配列が見つかったら そこで切るぞ！ ここだ！ ガイドRNA ここで切りま～す CRISPR-Cas9を利用して狙った位置を切る！ ではスギの ゲノムの情報量が どれくらいあるか ということ ですが…… 約90億塩基対と かなり膨大です！ ちなみにイネは 3億9千万塩基対 ヒトは 約30億塩基対です 情報 多い！ この中から 「花粉を出す」 「花粉を出さない」 という性質にかかわる 箇所を見つけて 切り取ることで 無花粉のスギを 作り出すことが できるんです

とても便利な方法ですが 植物の細胞は硬い 「細胞壁」に覆われていて 細胞内に直接 クリスパーキャスナインを 使うことができません そこで植物細胞に感染する 「アグロバクテリウム」という バクテリアを使って クリスパーキャスナインの 遺伝子を外来遺伝子として 入れます 大変ですが こうすることで 編集したい箇所に 手を入れることが できます スギの未熟種子から 細胞を増殖 不定胚形成細胞の かたまり アグロ バクテリウムの 菌液に浸す 細胞から 不定胚を誘導する 胚を発芽させる 培養ビンで育成 参考文献：農林水産省資料 『健やかな生活を支える林業のために～無花粉スギから広がる新しい林業～』 つぎに ゲノム編集して 無花粉になった 木の雌花と 編集していない木の 花粉を交配して 「花粉を出す」情報の部分を 壊してある 子供の木をつくる… その子供の中から 外来遺伝子が 抜け落ちたものが できます その子供どうしをさらに交配して 狙った通りに雄花はつけるが 花粉は出さない特徴をもっている 「無花粉スギ」になることを 確認できれば成功です！

他の農作物… たとえば私たちが 食べているお米 イネの品種改良であれば 数か月で育って実を付け… これを繰り返してどんどん 研究が進められますが スギの場合は 一通り育つのを 見るために 数十年もの年月が 必要なんです！ 成長が早い 数十年 日本列島は南北に長く 各地域の気候に適した 品種改良を行うには 長い時間と広い場所 労力が必要でした しかし ゲノム編集によって これまで数十年かけて選び 育ててきたエリートツリーの 特性と 無花粉の性質を あわせ持ったスギの苗木を 数年間で育てることが できるようになりました！ そうだったのか…… ゲノム編集や 品種改良って こうやって便利な性質を 持つものをつくることが できるんだね 無花粉スギだけではなく 地球温暖化の原因となる 二酸化炭素を たくさん吸収する スギの開発も 始まっていますよ！

ゲノム編集でできた 無花粉スギがいつ山に 植えられるようになるかは いまの段階では わかりません 「ゲノム編集されて いる植物」に対して 知識がなく何となく 不安に思う人も いるでしょう 作物や魚は 農場や養殖で 管理できますが スギは 山の広い土地に植えて 何十年もそこで 栽培し続けることになります ゲノム編集された 植物といっても 自然界で起きる突然変異と 変わりはなく 他の遺伝子が入っている わけではありませんが 生物多様性への 影響がないかどうかを 慎重に見極めていく 必要があるでしょ 生物多様性：地球上の多種多様ないきものやそれを支える 生態系がそれぞれ関係しあって豊かな環境が保たれていること スギのゲノム編集の 研究を始めて まだ8年なので まだまだこれから… ということが多いです スギのゲノム編集の 研究を始めて まだ8年なので まだまだこれから… ということが多いです ドキドキ する～！

私の場合ですが 最初から 生物分野に興味が あったわけではなく 阪神淡路大震災のとき ちょうど高校3年生で 入試のときは インフルエンザで不戦敗 ゲームをつくる仕事を したいなと思っていたので プログラミングや情報科学の 分野か……と思いながらも 数学は苦手で… そうこうして 浪人生活を 送っているなかで 化学に出会い…… そして大学・大学院では バイオサイエンスの世界へ… 中学生・高校生の当時は 自分が研究者になるとは まったく思っていませんでした 将来の夢や 希望する職業が まだ見つかって いなくても 焦ることはないのかも しれませんね いろいろと 見聞きしていくうちに ある日突然 将来やりたいことが 見つかるかも しれませんよ

地球にはなんと 鼻水がズビズバになって目がかゆかゆ クシャミがぶわっくしょ～いとなる おそろしい粉が飛んでいるようだ… 「スギ花粉」っていうんだって… 生物の情報が記録されている 「ゲノム」を編集する方法で 花粉が出ないスギを つくろうとしているらしい… ゲノム編集によって これまで数十年かかっていた 品種改良が数年程度に 短縮できるようになったけど この研究はまだまだ時間が かかりそうだ…… アレルギーに 苦しみながら レポート書き ツライ…… レポートに 鼻水が…… この漫画の 50年後… あの時植えたスギ… 花粉出さないし その木で建てた家も しっかりしていて よかったね～ みたいな感じに なるのかな… やりましたよ！ もっと早く 実現できるよう 応援しよう！ ドッキンレポートを 送信して 今回の調査…終了！ ―――ここまで