1989年の夏、ランディ・プロッツはマイアミのすぐ南にある自分の研究室にいたが、台湾から小包を受け取った。 5年前に植物病理学の博士号を取得したプロッツは、バナナの病気を集めており、遠く離れた農園の土から引き抜いた病原体を含む不思議な小包を定期的に受け取っていた。 しかし、顕微鏡を覗き込んだプロッツは、この台湾の病原菌が、これまで出会ったどのバナナの病気とも違うことに気がつき、サンプルを遺伝子検査に出した。 TR4とは、Fusarium oxysporum cubenseという菌の一種で、土壌に生息し、農薬を受け付けず、水と栄養を奪ってバナナの苗を枯らす病気である。 TR4は、キャベンディッシュと呼ばれる特定の種類のバナナにのみ影響を及ぼします。 世界には1,000種以上のバナナがありますが、ピークディストリクトの端にある温室でこのエキゾチックな果物を育てた英国貴族の名を取ったキャベンディッシュは、輸出市場のほぼすべてを占めています。 例えば、ブラジル産のアップルバナナは小ぶりで酸味が強く、果肉はしっかりしており、マレーシアの主食であるずんぐりしたPisang AwakはCavendishよりはるかに甘い。 しかし、キャベンディッシュほどどこにでもあるバナナはなく、世界の全生産量の47％を占めている。 6293>
毎年 50 億本のバナナを輸入している英国は、大西洋を越えて何千キロも離れた農園から出荷される、安価で栄養価の高い果物の無限ともいえる供給に慣れてしまっているのである。 しかし、大量生産で低収益のバナナ産業は、何十年もの間、ナイフの刃の上でバランスをとっているのです。 エクセター大学の研究者で、バナナの将来を確保することを目的とした英国政府出資のプロジェクトに携わるダン・ベバー氏は、「バナナが手に入るので非常に安定しているように見えますが、それを可能にする環境・社会コストは高くついています」と言う。 この緊密なサプライ チェーンの一部が切れると、輸出産業全体が崩壊する可能性があります」
その普遍性にもかかわらず、キャベンディッシュは作物の中でも遺伝的に異常な存在です。 農家はキャベンディッシュバナナ農園が農薬にどう反応するか、果実はどのくらいで熟すか、一株からどのくらいのバナナが収穫できるかを知っている。 「キャベンディッシュバナナは収穫した時点でどうなるかわかっているのです。 「冷蔵コンテナに入れておけば、ほとんど何が出てくるかわかるんです」。 キャベンディッシュは背が低いので、ハリケーンでも簡単に吹き飛ばされず、農薬の散布も簡単で、確実にたくさんのバナナを生産することができます。
バナナ輸出業者は、キャベンディッシュに全力を注ぐことで、何千キロも離れたところで栽培された熱帯果物が、英国のスーパーの棚に1キロあたり1ポンド以下で並ぶシステムを構築しました。 「人々は安いバナナを求めています」とベッバーは言う。 「このシステムは非常に均一な作物のために作られたものです。 つまり、バナナ生産者にとって、均一であることは一株当たりの利益が高いということです。 フロリダ大学熱帯研究教育センターの66歳の教授であるPloetzは、「彼らはキャベンディッシュの虜になってしまったのです」と言います。
オーストラリア、ダーウィン近くのTR4に感染したバナナ農園。 蔓延を防ごうと、この地域は生物検疫の対象となっている。
キャベンディッシュは昔から人気があったわけではなかった。 1950年代以前、ヨーロッパとアメリカのバナナはGros Michelという、よりクリーミーで甘いバナナが輸出市場を独占していました。 壊れやすい皮を保護するために箱に入れて輸送する必要があった Cavendish とは異なり、丈夫で皮の厚い Gros Michel は大西洋を渡る長く凸凹した旅に理想的であった。 当時、皮が薄く、少し淡白なキャベンディッシュは、二流のバナナと見なされていたのです。
しかし、グロ・ミッシェルには弱点がありました。 それは、フザリウム菌の初期株であるトロピカルレース1（TR1）にかかりやすいということだった。 TR1は1890年にラテンアメリカで初めて検出され、その後60年の間にラテンアメリカのバナナ農園を荒らし、その被害額は現在の金額で23億ドルにものぼった。 他に選択肢がない中、大手バナナ会社はバックアップ用のバナナであるキャベンディッシュに生産を切り替えた。 世界最大のバナナ輸出企業であるユナイテッド・フルーツ・カンパニー（現チキータ）は1960年にキャベンディッシュへの切り替えを開始したが、これはライバル会社であるスタンダード・フルーツ・カンパニー（現ドール）が1947年に切り替えたのに続くものだった。 それは、TR1に対する耐性である。
しかし、TR4に対しては何の防御策もない。 プロッツがこの新しい病原体に出会ったとき、それまで感染の疑いが報告されたのはほんの一握りであった。 1992年、プロッツのもとにインドネシアとマレーシアの農園からTR4が入った小包が届いた。 「当時、私たちが知っていたのは、それが新しい病原体だということだけでした」と彼は言う。 「当時、私たちが知っていたのは、新しい病原菌だということだけでした。 輸出用のプランテーションからサンプルを採取すればするほど、これは予想以上に大きな問題であることが分かってきました」と、彼は振り返る。
2013年、TR4は初めてモザンビークで発見されました。 プロッツは、東南アジアから来たバナナ栽培者のブーツや道具に付着していたのではないかと考えている。 この病原体は現在、レバノン、イスラエル、インド、ヨルダン、オマーン、パキスタン、オーストラリアに渡っている。 2018年には、ミャンマーで発見された。 “その後、東南アジアでも “と、プロッツは言う。 “どこにでもある “のです」
TR4がヒットすると、破壊はほぼ全面的に行われる。 「誰かが除草剤を持って農園に行ったようだ」とPloetzは言う。 「もはや植物がまったくない広い地域がある」とプロッツは言う。 この菌は土壌中で何十年も発見されずに生き続け、バナナの根から侵入し、内部の水と栄養を運ぶ組織に広がり、最終的に植物から栄養を奪ってしまうのである。 感染から2～9ヵ月後、内側が空洞になったバナナは、自ら倒れてしまう。
TR4が世界中を横切ってラテンアメリカに向かって忍び寄るにつれ、キャベンディッシュの遺伝子の均一性が呪いのように思えてきた。 TR4はすでに、TR1が殺したグロ・ミッシェルよりも多くのキャベンディッシュ・バナナを殺しているとプロッツは推測している。前回の流行とは異なり、キャベンディッシュに代わるTR4抵抗性のバナナは用意されていない。 そして、解決策を見つけるための時間は急速に失われている。 問題は、”いつこっちに来るか “だ」とPloetzは言う。 という疑問がある」とPloetzは言う。「いや、もう来ているかもしれない」
これまでのところ、アメリカやヨーロッパ向けを含む世界の輸出バナナのほとんどすべてを栽培しているラテンアメリカは、TR4から逃れている。 しかし、プロッツは「それは時間の問題だ」と言う。 「
キャベンディッシュが永遠になくなるかもしれない危機に直面して、一握りの研究者が遺伝子編集を使ってより良いバナナを作り、世界初のTR4
耐性キャベンディッシュを市場に出そうと競争しています。 しかし、その実現には、技術の限界だけでなく、遺伝子組み換え作物に対する議員、環境保護論者、消費者の抵抗がある。
Tropic Biosciences社の上級科学者Christina Pignocchi氏は、ノリッチの研究パークにある同社のガラス温室で栽培されているキャベンディッシュ・バナナ株を点検しているところです。
オーストラリアの人口の少ないノーザンテリトリーのハンプティ・ドゥーという小さな町外れの畑で、この6年間、TR4流行に対するひとつの解決策が育ちつつあります。 「ノーザンテリトリーは、事実上すべてのバナナ栽培地域にあります」と、ブリスベンのクイーンズランド工科大学教授、ジェームズ・デールは言う。 “ほとんどのプランテーションはまだ閉鎖されています。”
8年間、TR4耐性バナナを作る鍵は、デール教授の研究室に閉じ込められたままだったのです。 2004年、彼はMusa acuminata malaccensisという野生のバナナから、1つの遺伝子を単離した。 このバナナは、遠い子孫たちとは異なり、穀物のトッピングになることはないだろう。 その小さくて薄い果実の中には、直径約0.5センチメートルの硬い種子が60個以上も詰まっているのだ。 しかし、この食用に適さない植物には、別の魅力がある。 それはTR4に対する自然抵抗性である。
野生のバナナから抵抗性遺伝子RGA2を分離し、それをキャベンディッシュに挿入した後、デイルは障害にぶつかった。 「ノーザンテリトリーの菌類を温室に持ち込むことは許されなかったんです」と彼は言う。 オーストラリアの厳しい生物検疫規則により、TR4に感染した土壌は、病害に見舞われたノーザンテリトリーから、バナナのほとんどが栽培されているクイーンズランド州に運ばれないのです」
オーストラリアの農園主から電話をもらってから、デイルさんは編集したバナナをテストする機会を得ました。 ロバート・ボルサト氏がハンプティードゥーの郊外にバナナ農園を開いたのは1996年のことで、40km離れたダーウィンでTR4が検出される1年前だった。 2000年代後半になると、ボルサトさんの農園は病気であふれかえっていた。 デイルさんは68歳で、縁なしメガネをかけ、灰色のあごひげを生やしている。
3年間の試験は2015年に終了しましたが、デイルがその結果を『Nature Communications』誌に発表するまで、さらに2年かかりました。 試験終了までに、抵抗性遺伝子を持たない植物の67～100％が、TR4に枯れるか感染していたのだ。 RGA2遺伝子を導入した5系統のうち、4系統は感染率が30％以下と大幅に低下し、1系統は全く病徴を示さなかった。
CRISPR 編集した細胞はバナナの苗になります。 6293>
最初の野外試験の成功を受けて、DaleはHumpty Dooで、元の場所の10倍以上の面積を網羅する別の研究を開始しています。 彼は2021年までに、オーストラリアで初めて販売される遺伝子組み換えバナナである編集キャベンディッシュを販売することを目指している。 オーストラリアで販売される最初の遺伝子組み換えバナナです。しかし、デール氏が行っているもう一つの試験、ビル＆メリンダ・ゲイツ財団が資金提供しているウガンダのビタミンA強化バナナを作る計画は、オーストラリアのバナナをポストへ送ることになりそうです
しかし、デールのTR4耐性バナナはまだ重要なテストに合格していません。 彼はまだ1本も食べていない。試用ライセンスの条件として、誰もバナナを食べてはいけないことになっているからだ。 「実は、つぶしてマルチング材として使っているんですよ」とデールは言う。 その代わり、彼のTR4耐性バナナ（この種のバナナは世界で唯一）はすべて肥料にされる。
問題は、デールの植物が遺伝子組み換え作物（GMO）に分類されることだ。 彼のバナナは2つの生物の遺伝情報を含んでいる。Musa acuminata malaccensisの遺伝子は、バクテリアを「シャトル」として使ってキャベンディッシュのゲノムに移植されたものである。 遺伝子組み換え作物の実験は、オーストラリア遺伝子技術規制局（Office of the Gene Technology Regulator）のもと、人体に害を及ぼさないよう、また遺伝子組み換え作物が自然界に存在する植物と交配して遺伝子の変化をもたらす可能性を最小限に抑えるよう、厳しい条件の下でのみ許可されている。
デールは、クイーンズランド州北部でサイクロンに見舞われた遺伝子組み換えバナナの実地試験を思い出しています。 「バナナはすべて地面に落ちていて、吹き飛ばされてしまいました。 翌朝、遺伝子組換えバナナの原料がオーストラリア全土に飛散していないか、という問い合わせが遺伝子技術規制局からあった。 「そうかもしれない」とデールは言った。 しかし、キャベンディッシュ・バナナは無菌であるから、迷い込んだGMバナナのDNAが他の植物に混入する可能性はゼロである。 「バナナは、おそらくあらゆる作物の中で、GM材料の温室試験と圃場試験を行うのに、最も安全な作物です。 バナナは、温室でも圃場でも、遺伝子組み換え作物としては最も安全な作物です」
次の試験が成功すれば、デイルは試食ライセンスを申請し、そのバナナを市場に出す予定である。 「このバナナが規制を通過するまでの4、5年の間に、TR4はオーストラリアの産業界にとって、本当に、本当に重要な要素になるでしょう」とデールさんは言う。 また、オーストラリアは生鮮バナナの輸入を禁止しているため、政府は遺伝子組み換えバナナを受け入れるか、輸入制限を解除するかの選択を迫られるかもしれない。 「ウガンダとオーストラリア以外では、遺伝子組み換えバナナの未来は暗いと思われる。 EUでは、64の遺伝子組み換え作物（綿、トウモロコシ、ナタネ、大豆、サトウキビ）の販売が承認されているが、その大半は動物飼料に使用されている。 EUで栽培されている遺伝子組み換え作物は、植物に穴を開ける蛾に対抗するために遺伝子操作されたトウモロコシの一種であるMON810のみである。 アメリカでは比較的一般的な遺伝子操作の果物や野菜だが、EUでは販売されたことがなく、バナナ会社も遺伝子操作の果物は敬遠している。 遺伝子組み換え作物について質問したとき、デルモンテ社の幹部は「私たちは完全に自然体の会社です」と電話で答えてくれた。
デールは、彼のTR4耐性バナナがオーストラリアから出ることはないだろうと思っている。 「もし、世界が遺伝子組み換えを認めたら、すぐにでも導入できるだろう」と彼は言う。 科学者たちは、遺伝子組み換え食品の摂取による長期的な健康への影響を見つけることができませんでしたが、これは世界保健機関やアメリカ医師会にも支持されています。
中国、ロシア、日本、オーストラリア、ブラジル、EUなど数多くの国が、遺伝子組み換え食品の表示を法律で義務づけています。 多くの食品会社が自主的に「遺伝子組み換えなし」のラベルを貼っている米国では、2016年7月にオバマ大統領が遺伝子組み換え食品の表示を義務付ける法律に署名したが、食品メーカーは今日まで新しい規制への対応が遅れている
デールは、–少数のユニークなケースを除いて–世界が彼の遺伝子組み換えバナナを受け入れることはないだろうと疑っている。 「私たちは遺伝子組み換えの議論に負けたのです」と彼は言います。 しかし、2016年、TR4耐性作物の圃場試験の結果に目を通したデールは、優れたキャベンディッシュへの希望を再び呼び起こす発表を目にしたのです。 4月、米国農務省（USDA）が、CRISPRという新しい遺伝子編集ツールを使って褐変に抵抗するように操作されたキノコを承認したのである。 2018年3月、USDAはその立場を明らかにし、「従来の育種法で開発されたものと区別がつかないような新しい植物品種を作り出すために、植物育種家がますます使用している一連の新しい技術」
を規制しないと述べた。 USDAの論理は単純である。 もしあなたが遺伝子編集を使って、単純な微調整、たとえば、植物全体のほんの一面を変えるような遺伝子の一カ所の欠失をしようとしているなら、それはとにかく自然界で起こりうることなのです。 正確な遺伝子編集は自然の交配プロセスを加速させるだけだと規制当局は主張している。 米国農務省にとって、遺伝子編集されたバナナはただのバナナだ
2018年7月、デールはCRISPRを使ってキャベンディッシュのゲノムを変更し、植物が白く縮んで育つようにした実験結果を発表した。 これはCRISPRを使ってバナナ細胞を編集することが可能であることを証明したが、デールのアルビノバナナには、100万もの胚性細胞を含む溶液の中から5～10％の編集細胞を見つけやすくするために、すべて細菌のDNAがわずかに挿入されており、技術的にはまだ遺伝子組み換え作物であることが分かった。 最終的には、CRISPRで編集されたバナナには、他の生物のDNAは含まれない。 「と、デイルは残念そうに首を振った。 デイルはTR4に対する免疫を持つ遺伝子組み換えキャベンディッシュを最初に作ったかもしれないが、最初の遺伝子組み換えバージョンを作る競争において、彼はもはや唯一の競争相手ではない。
キャベンディッシュを持つトロピック・バイオサイエンス社のCEOギラッド・ガーショーン。
ノリッジ郊外のラボで、Tropic Biosciences の CTO である Ofir Meir 氏は、バナナの未来を手にしています：ペトリ皿に並んだ、グレーがかった細胞のクラスターが何列にもなっているところです。 この細胞塊が芽を出し、試験管の中に整然と並ぶ高さ数センチメートルの植物に加わるまでには数ヶ月かかる。 そこから、ほんの一握りの標本が、研究園の反対側にある温室へと運ばれていく。 ミールさん（40歳）は、28.3℃に保たれた生育室の低い音を聞きながら、声を張り上げた。 「いつかこの芽が南米の畑になるんだ」
遺伝学的にいえば、ミールの試験管の中の植物は、地球上のどのキャベンディッシュ植物ともほとんど同じである。 違いは2、3の遺伝子にある。 ミールのバナナは、2012年に遺伝学者のエマニュエル・シャルパンティエとジェニファー・ダウドナが共同で発見したDNA編集分子、CRISPR-Cas9を用いて編集されている。 CRISPRは、数回の分子的な切り込みで、生物内の遺伝子を不活性化することができる。 この技術により、褐変しにくいマッシュルームは、米国農務省の遺伝子組み換え規制を回避することができました。
「CRISPRは正確で、比較的使いやすく、私たちのような若い会社が本当の遺伝子編集を始めることができます」と、TropicのCEO、Gilad Gershon氏は言います。 2016年7月に同社を設立したGershon氏は、カリフォルニアの農業投資会社Pontifax AgTechで働いていたときに、CRISPRが農業業界に風穴を開けようとしていると確信しました
「これは本当に業界にとっての革命です」とGershon氏は言います、36歳です。 モンサント、シンジェンタ、バイエル、デュポンといった一握りの農薬メーカーが、トウモロコシ、大豆、綿、ナタネといった大ヒット作に遺伝子組み換え作物を提供し、この分野を数十年間支配してきたのである。 「モンサント社、シンジェンタ社、バイエル社、デュポン社などの遺伝子組み換え作物は、トウモロコシ、大豆、綿、ナタネなどの大ヒット作に力を注いでいました。 「現在では、コストはその何分の1かで、チャンスははるかに大きくなります」
利幅がぎりぎりの業界では、より良いバナナを作るための小さな微調整が、大きな意味を持つ可能性があります。 メイヤーのペトリ皿にある小さな細胞集団は、胚性バナナ幹細胞で、通常のキャベンディッシュよりもゆっくりと熟す果実を持つ原木に成長するよう編集されている。 バナナは熟すとエテンというガスを放出し、他の果物もそれに追随して早く熟すようになる。 コンテナ船では、1本の黄色いバナナが連鎖反応を起こし、積荷の15パーセントが壊滅することもある。 もしゲルション氏がバナナのゲノムを調整し、よりゆっくりと熟すようにできれば、何百万トンものバナナが腐るのを止められ、輸出業者も大金を節約できるだろう。 彼の会社では、遺伝子編集技術を使って、自然なカフェイン抜きのコーヒーを作ったり、バナナの果肉がすぐに褐変するのを防いだりもしている。 しかし、ガーショーンにとっての真の賞品は？
一人の研究者が、大きなフラスコが入った木箱を持って入ってきた。 Meirはそのうちの1つを選び出す。 黄色い液体で満たされており、中には何千もの白い塊が、濁った溶液の中で渦を巻いている。 これがCRISPRの動きです。 何百万というバナナの細胞が入ったそのフラスコの中で、CRISPR分子が各細胞のDNAの特定の部分に誘導され、遺伝子を切り取っているのです」。 「あなたは、1つの細胞を取り、その1つの細胞に機械を届けたいのです」とメイヤーは言う。 「そして、この細胞を完全なバナナ植物に生成することが目標です。”
Sandra Lazauskaite, tissue culture specialist at Tropic, CRISPRで編集された細胞がシャーレで培養されているのを確認する
しかしCRISPRは接触したすべての細胞を編集するわけではないので、課題は何百万も入った溶液から編集細胞を選別することなのです。 従来、研究者は、編集された細胞が目立つように小さな外来 DNA の断片を挿入していましたが、Tropic にはそのような選択肢はないのです。 「選択マーカーを使えば、遺伝子組み換え作物とみなされ、外来DNAを導入したことになります」とメイヤーは言う。 トロピック社では、数十万個の細胞の中から編集された一片を探し出す必要がないようにツールを開発しているとミール氏は言う。
イスラエルの2つの企業、EvogeneとRahan Meristemは、同様のアプローチでブラック・シガトカ（植物が実る量を半減させるバナナの葉の真菌感染）に対処しています。 この共同研究は3年目に入り、最終製品が遺伝子組み換え作物として分類されず、より早く、より安価に市場に投入できるようになることを期待している。 “うまくいけば、公衆の受容があり、改良を開発するためのコストがGMOのように狂うことはないでしょう “と、EvogeneのCEO、Ofer Havivは言います。”
しかし、2018年7月25日に、ヨーロッパの最高裁判所がCRISPR編集バナナの将来に疑問を投げかけました。 2016年にフランス政府から、遺伝子組み換え作物に関する15年前の指令が、現代の遺伝子編集技術を使って作られたものにどのように適用されるのかを明確にするよう求められた欧州司法裁判所は、CRISPR編集作物は、遺伝子組み換え生物の栽培と販売を制限する既存の規制から免除されないとの判決を下したのです。 EUの目には、デールの遺伝子組み換えバナナとCRISPR編集バナナは、結局のところ大差はなかったのである。
ハートフォードシャーにあるロザムステッド研究所の植物バイオテクノロジスト、ジョナサン・ネイピアは、EJCの判決について「失望した」と言う。 「欧州の植物科学と農業研究に対して失望している。 欧州の植物科学と農業研究に対して失望している。 ヨーロッパでこの技術を使うのは、本当に、本当に大変になると思います」
判決の翌日、私はトロピックを再訪しました。 役員室では、ガーションがECJの判決について熟考している。 「もっとうまく処理できたはずだ」と彼は言う。 その後、トロピックの研究者が弁当を広げながら、規制当局の考え方の特異性について話をした。 しかし、CRISPRは植物のゲノムをより正確に変化させる方法として注目されているが、これはEUのGMO規則の対象外である。 しかし、ガーションはあきらめない。 ヨーロッパは一つの市場に過ぎず、アメリカはすでにCRISPRで編集された食品をはるかに受け入れていることが証明されていると彼は言う。 2050年には、世界人口の半分が熱帯地方に住むと予想されており、同じ土地でより多くの食料を生産するためには、熱帯地方での支援が本当に必要になるのです。 ウガンダ、ルワンダ、カメルーンの農村部では、バナナは人々の1日の平均摂取カロリーの最大25％を供給することができます。 「今日、本当に必要なものがありますが、それが一様に広がっているわけではありません」と彼は言う。 「私たちは、この本当に安い食べ物が無限にあることに慣れてしまったのです」と、Gershonは言います。 「この経済的現実もいずれは終わる。 この素晴らしく健康的な果物を人々に食べさせ続けるためには、良い解決策を見つける必要があるのです」。 バナナを完全に諦めるか、それとも研究室で進化を遂げたバナナを受け入れるか、私たちは遺伝子編集された果物を買う態度を考え直さなければならないかもしれません。
1ヶ月以上雨が降らず、1962年以来ノリッチが最も乾燥した6月に、研究公園の草はほとんど黄色になっています。 しかし、乾燥した草の中に、ミール氏は小さな緑の斑点を見つけた。 この植物は、ゲノムの突然変異で水不足でも成長し続けることができるのだ。 しかし、キャベンディッシュはそれほど幸運ではない。 不妊症のため、品種改良で有用な突然変異を得ることはない。 しかし、その欠点にもかかわらず、何千種類もあるバナナの中で、これほど大規模に栽培することを選んだのは、この品種だけなのである。 そして今、科学者たちは消費者、規制当局、食品産業が満足するような保存方法を見つけようと競争しており、バナナはその人生の戦いに直面しているのである。 「TR4は実現しつつある。 “それは時間の問題です。”
Updated 12.10.18, 12:01 BST: 記事中の数字は、年間500億トンのキャベンディッシュ・バナナが生産されていると述べています。 WIRED』より
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