日本科学者会議 福岡支部主催 【市民と科学者の対話２】
2022年1月29日（土）13:30〜 オンライン開催

1.

私たちの生活の場に入り込むゲノム編集生物

2.「遺伝子組換え」「ゲノム編集」・・・
遺伝子操作技術の進展と現状
3.「ゲノム編集」技術とその取り扱いにおける問題
4.

人類がもたらした地球上の生物相の急激な変遷
小早川義尚

元九州大学

生物科学(動物学)

日本科学者会議 福岡支部主催 【市民と科学者の対話２】
2022年1月29日（土）13:30〜 オンライン開催

1.

私たちの生活の場に入り込むゲノム編集生物

2.「遺伝子組換え」「ゲノム編集」・・・
遺伝子操作技術の進展と現状
3.「ゲノム編集」技術とその取り扱いにおける問題
4.

人類がもたらした地球上の生物相の急激な変遷

私たちの生活の場に入り込むゲノム編集生物１
新聞掲載記事から「京都大発のバイオ企業リージョナルフィッシュが17日、ねらった遺伝子を改変するゲノム編集技術を使って肉付きをよくしたマダイを、ゲノム編集食品として国に届け出た。厚生
労働省のこの日の会議で、安全性の審査は不要と判断された。
ゲノム編集食品の届け出は昨年12月、血圧上昇を抑える効果などがあるとされるGABA（ギャバ）の蓄積量を通常より約5倍高めたトマトに続いて2例目で、動物性食品では初めて。」
朝日新聞2021年9月17日「ねらった遺伝子を改変するゲノム編集技術を使って成長速度を速めたトラフグの販売が始まった。トマト、マダイに続く国内３例目の「ゲノム編集食品」朝日新聞2021年11月23日

私たちの生活の場に入り込むゲノム編集生物２
ゲノム編集トマト

サナテックシード株式会社ホームページより

ゲノム編集トマト青果物の販売開始のお知らせ

2021年5月より開始しています日本初のゲノム編集トマト「シシリアンルージュハイギャバ」の家庭菜園
モニターですが、皆様方から大変ご好評いただいております。
つきましては、モニター様からご要望も多かったことから、元々今冬より販売開始予定だったピューレに先駆け、青果物の販売を本日9月15日より開始いたします。
シシリアンルージュハイギャバの販売を担当するパイオニアエコサイエンス株式会社のHP内に、販売サイトが開設されています。また商品にはゲノム編集技術により品種改良されて作られたものであること、関係当局に届出済みの旨を表示いたします。

私たちの生活の場に入り込むゲノム編集生物３
ゲノム編集トマト

サナテックシード株式会社ホームページより

ゲノム編集トマト家庭菜園用苗の販売開始のお知らせ

パイオニアエコサイエンス株式会社（代表取締役会長：竹下達夫）は、ゲノム編集技術でGABAを高含有にした「シシリアンルージュハイギャバ」の家庭菜園用苗の販売を、自社のオンラインショップにて2021年10月11日より開始いたします。
栽培キットには苗4株だけではなく、4種類の肥料や栽培マニュアルが付いています。さらに専門家アグロ
ノミストによるオンライン栽培指導と、LINE友達との楽しい会話や励ましが嬉しいオープンチャットサー
ビスによるコミュニティ「育てるひろば」をご用意しています。
「シシリアンルージュハイギャバ」は、サナテックシード株式会社がゲノム編集技術により開発した系統を元に育成された品種で、2020年12月11日に厚生労働省に届出、農林水産省へ情報提供を行っております。苗にはゲノム編集技術で開発されたものであることや、届出が済んでいることを表示いたします。

私たちの生活の場に入り込むゲノム編集生物４
ゲノム編集トマト

サナテックシード株式会社ホームページより

サナテックシード社は、1年を超える事前相談の上、2020年12月11日に食品としての届出を厚生労働省へ提出いたしました。 この事前相談では、すべて専門家による検討の結果、食品安全性
ついて科学的に適切な方法で調査した情報を提供し、また科学的に従来の品種改良で開発されたものと同等の安全性が担保されていると判断されております。
その上で「シシリアンルージュハイギャバ」を利用した青果およびそれを原料としたピューレなどの加工品は、ゲノム編集応用食品として表示いたします。
左記のラベルを商品のパッケージなどに表示する方針です。

私たちの生活の場に入り込むゲノム編集生物５
ゲノム編集マダイ

リージョナルフィッシュ株式会社

ホームページより私たちの生活の場に入り込むゲノム編集生物６
ゲノム編集マダイ

リージョナルフィッシュ株式会社

ホームページより私たちの生活の場に入り込むゲノム編集生物８
プラチナバイオ株式会社

ホームページより私たちの生活の場に入り込むゲノム編集生物９
株式会社FOOD & LIFE COMPANIES ホームページより

私たちの生活の場に入り込むゲノム編集生物10
プラチナバイオ株式会社

ホームページのトップページより「ゲノム編集」は食料・エネルギー・病気の治療といった人類の根源的な問題を解決するために、産業利用を積極的に進める必要がある技術です。
私は、2016年に日本ゲノム編集学会を設立し、これまで長年に渡り日本のゲノム編集研究を牽引してきました。
プラチナバイオは、大学と産業界を繋ぎ、ゲノム編集とデジタル技術で広島から世界へ展開するバイオ産業の成長エンジンとして、バイオエコノミー社会を実現します。
プラチナバイオ株式会社
共同創業者・取締役CTO

山本卓

私たちの生活の場に入り込むゲノム編集生物11
環境省：バイオセーフティークリアリングハウス

ホームページより

これまでに提出された情報提供書の概要（20220123閲覧）○ 令和３年11月12日公表：Euglena gracilis GSL2欠失変異体（GSL2 KO#28株）株式会社ユーグレナ（主務官庁：経済産業省）○ 令和３年10月29日公表：高成長トラフグ（4D-4D系統）リージョナルフィ
ッシュ株式会社 （主務官庁：農林水産省）○ 令和３年９月22日公表：アラニンアミノ酸転移酵素を改変した穂発芽耐性
コムギ 国立研究開発法人 農業・食品産業技術総合研究機構 （主務官庁：文部科学省）○ 令和３年９月17日公表：可食部増量マダイ（E189-E90系統）リージョナ
ルフィッシュ株式会社 （主務官庁：農林水産省）○ 令和３年６月29日公表：フロリゲン遺伝子をゲノム編集したイネ変異体群
国立大学法人東京大学 （主務官庁：文部科学省）○ 令和３年４月５日公表：ステロイドグリコアルカロイド低生産性ジャガイ
モ 国立研究開発法人理化学研究所 横浜事業所 （主務官庁：文部科学省）○ 令和２年12月11日公表：GABA高蓄積トマト（#87-17）サナテックシー
ド株式会社（主務官庁：農林水産省）

私たちの生活の場に入り込むゲノム編集生物12
厚労省のホームページより届出されたゲノム編集技術応用食品等（20220123閲覧）
届出
年月日
2020年
1 12月11
日

2

2021年
9月17日

2021年
3 10月29
日

公開
届出
情報

開発者等

届出者

上市
年月

食品

グルタミン酸脱炭酸酵
サナテッ
素遺伝子の一部を改変
クシード
しGABA含有量を高
株式会社
めたトマト

サナテッ
クシード
株式会社

2021
年9月

PDF
書類

食品

可食部増量マダイ（E189-E90系統）

リージョ
ナルフィ
ッシュ株
式会社

リージョ
ナルフィ
ッシュ株
式会社

2021
年10月

PDF
書類

高成長トラフグ（4D-4D系統）

リージョ
ナルフィ
ッシュ株
式会社

リージョ
ナルフィ
ッシュ株
式会社

2021
年11月

PDF
書類

種類

食品

品目名

備
考

日本科学者会議 福岡支部主催 【市民と科学者の対話２】
2022年1月29日（土）13:30〜 オンライン開催

1.

私たちの生活の場に入り込むゲノム編集生物

2.「遺伝子組換え」「ゲノム編集」・・・
遺伝子操作技術の進展と現状
3.「ゲノム編集」技術とその取り扱いにおける問題
4.

人類がもたらした地球上の生物相の急激な変遷

遺伝子操作技術の進展と現状
20世紀後半からの遺伝子操作技術の興隆と進展 1
1953年、J. D. Watson & F. CrickによるDNAの二重螺旋モデルの提唱。
It has not escaped our notice that the specificpairing we have postulated immediately suggests a
possible copying mechanism for the genetic
material.

DNA分子の構造

DNA分子の複製１
DNA複製は、2本鎖DNAの片側の鎖の３ʼ端に次々とヌクレオチドが付加されておこる。つまり、
DNAは相補的なDNA鎖を鋳型に、３ʻの端を一塩基ずつ伸長してゆく。
その時、鋳型鎖に並ぶヌクレオチドに相補的なヌク
レオチドが順次選択され、付加されてゆく。

遺伝子操作技術の進展と現状
20世紀後半からの遺伝子操作技術の興隆と進展 2
1955年、人の染色体数が46本（2n=46）と確定される。
KornbergらによるDNA合成酵素の発見。
OchoaらによるRNA合成酵素の発見。
1958年、Meselson & Stahl がDNAの半保存的複製を証明。
1961年、Brenner, Jacob & Meselson らがmRNAが核にあるDNAの遺伝情報を細胞質にあるタンパク質合成の場（リボソーム）に輸送することを解明。

DNA分子上の遺伝情報(遺伝子)の発現
セントラルドグマ

１DNA分子上の遺伝情報(遺伝子)の発現
真核生物のコドン表

Stop Codon
Stop Codon

Start Codon

Stop Codon２

遺伝子操作技術の進展と現状
20世紀後半からの遺伝子操作技術の興隆と進展 3
1966年、Nirenberg, Korana & Ochoaらによって遺伝暗号が解読される（コドン表の作成）。
1968年、制限酵素の発見（Meselson, Smith,
Wilcox, Kelley ら）。
1972年、組換えDNA技術の開発。1972年頃に、Choen, Boyerらを中心に、組換えDNA技術（大腸菌とプラスミドを使ったもの）が確立される。Bergがその危険性を憂慮して組換え実験の一時停止を提唱、Science
誌に掲載。

大腸菌のプラスミドによる形質転換
遺伝子組み換えDNAリガーゼ
による連結

プラスミド
プラスミドの抽出・準備
大腸菌のゲノムDNA

組み込みたい外来のDNAのプラスミド
への組み込み制限酵素による 外来のDNA
プラスミドの切断

制限酵素によって切断されたプラスミド

外来のDNAを組込んだプラスミド

大腸菌のゲノムDNA

遺伝子操作技術の進展と現状
20世紀後半からの遺伝子操作技術の興隆と進展 4
1973年、異種の生物の遺伝子（アフリカツメガエルの遺伝子）を組み込まれた大腸菌が始めて作成される。
1975年、Asilomarアシロマ会議が開かれる。
1975年、〜77年にかけ、SangerらのグループとMaxam & Gilbertらのグループによる迅速なDNA塩基配列決定方法の開発。
1976年、NIH（National Institute of Health）の組
換えDNA実験についてのガイドラインが出される。

遺伝子操作技術の進展と現状
20世紀後半からの遺伝子操作技術の興隆と進展 5
1976年、最初の遺伝子工学を主業務とする会社、Genentech社の設立。
1977年、RobertとSharpの研究室によってイントロンが発見される。
1978年、A. Riggs, K. Itakura & H. Boyer、インスリンの遺伝子組換え技術による合成。
体外受精児、ルイーズ・ブラウンが誕生。
1979年、遺伝子組換え技術を使ったインスリン製剤の発売。

遺伝子操作技術の進展と現状
20世紀後半からの遺伝子操作技術の興隆と進展 6
1980年、J. Gordon、F. Ruddleらがマウスの受精
卵前核にDNAを注入遺伝子組み換えマウスの作成に成功 。〜82年にかけ、マウスとショウジョウバエを対象に遺伝子組み換え動物の作成が始まる。
合衆国連邦最高裁判所が、ジェネラル・エ
レクトリック社の微生物学者チャクラバー
ティが開発した原油の成分を分解させる能力をもたせたバクテリアに対して、連邦特許法の適用範囲に入るという裁定を下す。

遺伝子組換え動物の作成
ショウジョウバエを例に

1

遺伝子組換え動物の作成
ショウジョウバエを例に

2

弱いプロモーター領域とGAL4遺伝子を繋いだDNAを組込んだショウジョウバエ。
組み込まれたGAL4遺伝子の近くの遺伝子（Aとする)の発現と同じコントロールの下でGAL4遺伝子が発現しGAL4タンパク質が合成される。GAL4タンパク質は発色反応で検出できるため、どの細胞でA遺伝子が発現しているかを知ることができる。

GAL4タンパク質はUAS配列があるとそこに働きかけその下流にある遺伝子（Bとする)を発現させる。UAS+Bを組み込んだハエを上のショウジョウバエと交配させるとA遺伝子が発現している同じ細胞でB遺伝子を発現させることができる。

遺伝子組換え動物の作成
ショウジョウバエを例に3組込まれたGAL4遺伝子が前胸腺(pg)で発現しているハエ。
前胸腺縮退すると変態ホルモンが分泌されず、3例幼虫は蛹になれず大きくなる。

AのハエとUAS+cd3(UASに細胞死を起こすced3遺伝子を繋いだDNA)を組込んだハエを交配させると前胸腺でced3が発現して細胞が死ぬため、前胸腺が縮退する。

遺伝子操作技術の進展と現状
20世紀後半からの遺伝子操作技術の興隆と進展 7
1982年、GenBank（遺伝子情報データベース）がNIHによって設立され、一般に公開される。
アグロバクテリウムとそのプラスミドのTDNA領域を使って植物に遺伝子を組み込
むことが可能となる。
1983年、初めてヒトの遺伝子病（Huntingtonʼs
Disease ハッチントン舞踏病）の原因遺伝
子座が確定される。 。

遺伝子操作技術の進展と現状
20世紀後半からの遺伝子操作技術の興隆と進展 8
1983年、K. B. Mullis、PCR（Polymerase chain
reaction）の技術を開発、DNA増幅の実験を飛躍的に迅速且つ簡便化する。
1990年、ヒトゲノムプロジェクト Human Genome
Project が始まる。
1990年、Ethical, Legal and Social Implication(ELSI) プログラムが始まる。
1994年、遺伝子組換え食品（作物）、FLAVRSAVR tomatoのFDA(Food and Drug
Administration)による認可。

PCRを用いたDNA複製

１

高温（95℃）によるDAN２重らせん（２本鎖DNA）の解離

PCRを用いたDNA複製

２

それぞれの１本鎖DNA鎖を鋳型にアニールしたプライマーから
DNAポリメラーゼによって新しい相補的なDNA鎖が合成される
DNAポリメラーゼ

鋳型となる１本鎖DNA
5ʻ端

3ʻ端

Rプライマー

5ʻ端ヌクレオチド３リン酸

Fプライマー5ʻ端3ʻ端5ʻ端DNAポリメラーゼ

鋳型となる１本鎖DNA

PCRを用いたDNA複製

３

DNAポリメラーゼは、既存のDNA鎖を鋳型にプライマーの３ʻ端に相補的なヌクレオチドを付加して新しいDNA鎖を伸長させる

5ʼ端

3ʼ端

5ʼ端

デオキシヌクレオチド3リン酸

リン酸、2リン酸

ホスフォジエステル結合

デオキシヌクレオチド3リン酸がホスフォジエステル結合によって重合したものがDNA

PCRを用いたDNA複製

４１本であった２本鎖DNAが半保存的に複製され２本の全く同じ塩基配列を持つ２本鎖DNAに増幅される鋳型となったDNA鎖
5ʻ端

3ʻ端

3ʻ端

5ʻ端
新しく合成されたDNA鎖＝
新しく合成されたDNA鎖
5ʻ端

3ʻ端

3ʻ端

5ʻ端
鋳型となったDNA鎖PCRを用いたDNA複製 5

多量のプライマーと4種のデオキシヌクレオチド、耐熱性のDNA
ポリメラーゼ、微量の元の鋳型となるDNAがあれば、ほぼ1サイ
クルの反応ごとに2つのプライマー間のDNAが倍になる。

遺伝子操作技術の進展と現状
20世紀後半からの遺伝子操作技術の興隆と進展 91995年、個人の遺伝情報に基づく就業差別の禁止(EEOC、Equal Employment Opportunity Commission) 。
1996年、I. Ｗilmut、体細胞クローンヒツジDollyの作成。
クリントン米大統領令：ヒトクローンの作成の禁止。
ZFNを用いたDNA編集技術の報告。
2000年、クリントン大統領 「連邦政府における遺伝的差別の禁止」に署名。

遺伝子操作技術の進展と現状
20世紀後半からの遺伝子操作技術の興隆と進展

10

2000年、ショウジョウバエゲノムプロジェクト完了。
遺伝子の塩基配列を高速に決定できる装置、
次世代シーケンサー（NGS）の実用化、ゲノム生物学の興隆。
2003年、マウスのゲノムプロジェクト完了。
ヒトのゲノムプロジェクト完了（ヒトのDNAの全塩基配列の決定）。
2010年、TALENを用いたDNA編集技術の報告。

遺伝子操作技術の進展と現状
20世紀後半からの遺伝子操作技術の興隆と進展

11

2011年、Sequenomというカリフォルニアの会社により、米国で商業的にNIPT（新型出生前診断）が開始される。
2012年、CRISPR/Cas9によるDNA編集技術の報告とその後のDNA編集技術活用の急進展。
この頃から「ゲノム編集」という言葉が使われ出す。
2015年、第1回ヒトゲノム編集国際サミット（ワシントンDC) が開催され、ヒト胚研究に関する声明を発出。

遺伝子操作技術の進展と現状
20世紀後半からの遺伝子操作技術の興隆と進展

12

2018年、人正常胚のHIV共受容体CCR5遺伝子を
CRISPR/Cas9を用いて改変した双子の誕
生（中国、南方科技大学の賀健奎教授，後に違法医療行為として実刑判決を受けたとされている）。
2021年、日本においてサナティックシード株式会社
が「ゲノム編集」トマト栽培キットのオンライン販売。

日本科学者会議 福岡支部主催 【市民と科学者の対話２】
2022年1月29日（土）13:30〜 オンライン開催

1.

私たちの生活の場に入り込むゲノム編集生物

2.「遺伝子組換え」「ゲノム編集」・・・
遺伝子操作技術の進展と現状
3.「ゲノム編集」技術とその取り扱いにおける問題
4.

人類がもたらした地球上の生物相の急激な変遷

ゲノム genomeとは、古典的遺伝学の立場からは、二倍体生物におけるゲノムは生殖細胞に含まれる染色体もしくは遺伝子全体を指し、このため体細胞には2組のゲノムが存在すると考える。原核生物、細胞内小器官、ウイルス等の一倍体生物においては、DNA（一部のウイ
ルスやウイロイドではRNA）上の全遺伝情報を指す。
分子生物学の立場からは、すべての生物を一元的に扱いたいという考えに基づき、ゲノムはある生物のもつ全ての核酸上の遺伝情報としている。ただし、真核生物の場合は細胞小器官（ミトコンドリア、葉緑体など）が持つゲノムは独立に扱われる（ヒトゲノムにヒトミトコンドリアのゲノムは含まれない）。
（ウィキペディアより）もっと簡単に、「ある生物がその生物であるために必須な遺伝情報の総体」と言うこともできる。

1本の染色体には2本鎖DNAが1本含まれる

電子顕微鏡で観察した染色体（アマガエルの胞胚の細胞）

ゲノム genome とは、ヒトのゲノム1

ヒト Homo sapiens は、各体細胞に46本の染色体を持っている。
♀の場合は、#1〜＃22までの常染色体を各2本と性染色体Xを2本（それぞれ1本は母親から、もう1本は父親から受精時に受け継いだもの）持っている。
♂の場合は、#1〜＃22までの常染色体を各2本と性染色体Xを1本と性染色体Yを1本（#1〜＃22はそれぞれ1本は母親から、もう1本は父親から受精時に受け継いだもの、性染色体X母は親から、性染色体Yは父親から受け継いだもの）持っている。
次に説明する配偶子形成（卵形成・精子形成）の時に起こる減数分裂・相同組み換えによって、個人のゲノムの独自性、種内のゲノムの多様性が生み出される。
→

ゲノム genome とは、ヒトのゲノムヒトのゲノム構成：
私たちヒト Homo sapiens の体細胞の遺伝情報は、細胞当た
り46本のDNAの分子（タンパク質とともに染色体という構造をとって細胞の核内にある）上に一連の塩基配列として存在している。また、その染色体は同じ形質に対応する
母方からの遺伝子と父方からの遺伝子を持つため常染色体は相同なものが2本ずつある。
つまり、私たちの体細胞は、母方由来の1組のゲノムと父方由来の1組のゲノムの2組のゲノムを持っている。

♀ ♂

2♀ ♂ ♀ ♂

♀ ♂
♀ ♂ ♀♂

♀

ゲノム：ある生物がその生物であるために必須な遺伝情報の総体ヒトゲノムの遺伝子地図

https://stw.mext.go.jp/series.html

種内のゲノムの多様性を生み出す仕組み
減数分裂時の相同組み換え生殖巣内で卵原細胞や精原細胞が減数分裂（配偶子形成のための特殊な細胞分裂）を開始するとその細胞は一次配偶子母細胞（第一卵母細胞・第一精母細胞）と呼ばれる。一次配偶子母細胞では、まず核内でDNA（染色体）の複製が起こり、その後相同染色体の対合が起こる。そこで、相同染色体間での組換えがおこる。そのため、ある個体が次世代に伝えるある染色体は、その個体が父親から受け継いだものや母親から受け継いだものだけでなく、そのキメラの場合もある。

動物（哺乳類）胚に対する遺伝子操作【哺乳類胚に対する操作技術】• 体外人工授精と初期胚（胚盤胞期まで）の体外での培養は可能。
• 体外人工授精の時に場合によって行われる微細なガラス針(管)を使って直接卵細胞に精子を顕微注入する顕微授精技術と同じように、受精卵にDNAの塩基配列を改変するために核酸・酵素等(CRISPR/Cas9等)を注入することは可能である。
• 哺乳類胚では胚盤胞期までの胚の細胞を検査のために少量取り出しても残りの胚は通常通りに発生することが出来る。
以上のような胚操作技術とゲノム編集技術を用いることによって哺乳類の受精卵（胚）の遺伝情報を改編することが可能である。

動物（哺乳類）胚に対する遺伝子操作
コンパクション前の胚を使ってのキメラの作成

3つの胚のキメラ

胚盤胞期の胚の内部細胞塊にES細胞を加えることによってキメラを造ることもできる。

動物（哺乳類）胚に対する遺伝子操作
胚盤胞期の胚の内部細胞塊にES細胞を加えることによってキメラを造ることもできる

マウス受精卵へのマイクロインジェクション
出典：Essential Developmental
Biology by Slack

出典：https://www2.infront.kyoto-u.ac.jp/tgkoivf/tg.htm

動物（魚類）受精卵に対する遺伝子操作【魚類に対する操作技術】• 人工授精によって多数の受精卵を得ることが容易。
• 微細なガラス針(管)を使って受精卵にDNAの塩基配列を改変するために、核酸等・酵素（例えばCRISPR/Cas9等）を注入することは可能である。
• 上記のことから、多数の受精卵にゲノム編集を試み、目的に合った遺伝子改変のできた仔魚をその中から選抜できる。
以上のような受精卵へのマイクロインジェクション
技術とゲノム編集技術を用いることによって魚類の遺伝情報を改編することが可能である。

ゲノム編集（DNA塩基配列改変）技術
その基盤となる生物の持つ仕組み

１• 生物は遺伝子であるDNAの塩基配列情報に基づいて、様々な生きるために必要なタンパク質やRNAなどの分子を作り出す仕組みを持っている。
その仕組みは、特定の細胞で適切な時期に必要な遺伝情報を発現させるという精密なものである。
• そこでは、特定のDNA塩基配列情報（タンパク質のアミノ酸配列をコードする遺伝子部分など）を認識し、それに働きかける（情報の読み出しを促進したり抑制したりする）特定の因子（タンパク質分子など）が働いている。

遺伝子部分の前後に様々な調節領域があり、それらに結合する因子が遺伝子の発現をコントロールしている

Essential 細胞生物学より

遺伝子発現調節タンパク質はDNAの特定の塩基配列に結合できる構造をもっている

ホメオドメインホメオドメインジンクフィンガー

ロイシンジッパー

Essential 細胞生物学より

ゲノム編集（DNA塩基配列改変）技術
その基盤となる生物の持つ仕組み

２• 生物は必要な生体分子を合成する仕組みだけではなく、不要になった生体分子や異物を分解・廃棄する仕組みも持っている。そこでは、DNAやRNAを切断・分解する各種のヌクレアーゼや様々なタンパク質を分解する各種のプロテアーゼなどが適切に働いている。

RNA分解酵素 A
bovine pancreatic ribonuclease A

タンパク分解酵素 K
proteinase K Tritirachium album

ゲノム編集（遺伝子操作）技術
その基盤となる生物の持つ仕組み２• バクテリアは感染するウイルス（バクテリオファージ）に対する防御機能として、特定のDNAの塩基配列を認識してそこを切断する制限酵素を持っている。
• バクテリアには、一度感染してきたウイルスのDNAの一部の塩基配列を記憶して再度の感染の時には、速やかにウイルスのDNAの該当する塩基配列部位を切断するというウイルス感染に対する免疫機能（CRISPR/
Cas9など）を持つものもいる。
制限酵素の１例（EcoR1）---GAATTC---のパリンドローム配列を認識して、
以下のように切断する。
切断前の配列5'-GAATTC-3'3'-CTTAAG-5'

切断後の配列5'-G AATTC-3'3'-CTTAA G-5'

ゲノム編集で使われる人工ヌクレアーゼ、ZFN, TALEN,CRISPR/Cas9 による特定の塩基配列の認識と2本鎖DNAの切断

目的の塩基配列に特異的に結合す
るZinc ﬁngerアレイに制限酵素
Fok1のDNA切断ドメインを連結した人工ヌクレアーゼの導入

植物の病原細菌Xanthomonas
属のTALEタンパク質をDNA 結合ドメインに制限酵素Fok1のDNA切断ドメインを繋いだ人工ヌクレアーゼ の導入

sgRNAと化膿レンサ球菌S.
pyogenes 由来のSpCas9ヌクレアー
ゼの2因子の発現(あるいはCas9ヌク
レアーゼとsgRNAの複合体の導入)

出典：Molecular Biotechnology https://doi.org/10.1007/s12033-018-0072-9

ゲノム編集で使われるZFN, TALEN, CRISPR/Cas9
特定の塩基配列の認識と2本鎖DNAの切断

sgRNAと化膿レンサ球菌S.
pyogenes 由来のSpCas9ヌクレアー
ゼの2因子の発現(あるいはCas9ヌク
レアーゼとsgRNAの複合体の導入)
出典：Molecular Biotechnology https://doi.org/10.1007/s12033-018-0072-9

2本鎖DNAの切断後に起こる修復

相同組換えの仕組みを利用して遺伝子塩基配列の編集が可能

遺伝子に数塩基の欠失・挿入・塩基置換が起こる→遺伝子の機能喪失などが起こる

In the NHEJ pathway, random insertions or deletions (indels) occur at the site of editing, often leading togene disruption. A donor template that includes sequences homologous to the DSB flanking regions can beincorporated into the genomic DNA, resulting in gene correction.	
  出典：Molecular Biotechnology https://doi.org/10.1007/s12033-018-0072-9

2本鎖DNAの切断後に起こる修復
1	
  

2	
  

3	
  

4	
  

5

ヌクレアーゼによるDNA鎖の切断
1	
   2	
  

3	
  

4	
  

5

修復
欠失
挿入

1	
  

2	
  

3	
  

4	
  

5

1	
  

2	
  

	
  

4	
  

5

1	
  

2	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  3’	
   4	
  

5

1	
  

切断箇所の前後の塩基配列と相同な塩基配列を持
つDNAが共存する場合
切断箇所に任意のDNAを挿入させることが可能
2	
   3	
   4	
   5

1	
  

2	
  

3	
  

3’	
  

4’	
  

4	
  

5

1	
  

2	
  

3	
  

3’	
  

4’	
  

4	
  

5

日本科学者会議 福岡支部主催 【市民と科学者の対話２】
2022年1月29日（土）13:30〜 オンライン開催

1.

私たちの生活の場に入り込むゲノム編集生物

2.「遺伝子組換え」「ゲノム編集」・・・
遺伝子操作技術の進展と現状
3.「ゲノム編集」技術とその取り扱いにおける問題
4.

人類がもたらした地球上の生物相の急激な変遷

人工ヌクレアーゼを用いた「ゲノム編集」における技術的問題
ー「オフターゲット」問題ー
標的とした塩基配列以外の部分を切断してしまうことをオフターゲットと呼び、実際に、オフターゲッ
トが起こることが報告されている。
また、そのオフターゲットの結果、切断された箇所で欠失等が起こり、その部分を含む遺伝子が機能しなくなる（実際の研究報告もある）、もしくは変異することも起こりうる。
さらに、そうした、オフターゲットが起こったかどうかを厳密に検出することは困難である。

人工ヌクレアーゼを用いた「ゲノム編集」における技術的問題「オフターゲット」問題【可食部増量マダイ（E189-E90系統） 】の届出資料より引用
オフターゲット変異については、ソフトウェア解析により 10 箇所の配列
が候補配列として示されたが、いずれも2塩基のミスマッチがあり、塩基配列解析の結果、いずれもオフターゲット変異がないことが確認された。
そのため、新規にアレルゲンが生成される可能性がある配列は標的遺伝子のみである。
【高成長トラフグ（4D-4D系統）】の届出資料より引用
オフターゲット変異については、ソフトウェア解析により、61 箇所の配列が候補配 列として示されたが、1~2塩基のミスマッチがあり、全ゲノム解析及び PCR 法と塩基配列解析の結果、いずれもオフターゲット変異がないことが確認された。そのため、新規にアレルゲンが生成される可能性がある配列は標的遺伝子のみである。

遺伝子組換え農水畜産物の利用に当たっての安全性確保のための法律・国による審査
遺伝子組換え農作物の栽培、食品・飼料等の原材料用としての輸入にあたっては、生物多様性に影響を及ぼす可能性が無いか否かについて「遺伝子組換え生物等の使用等の規制による生物の多様性の確保に関する法律」（カルタヘナ法）に従って、農林水産大臣と環境大臣が、我が国の生物多様性を損なうおそれがない場合に限って使用の承認を行う。
遺伝子組換え農作物・水畜産物を食品として利用する場合の安全性は、食品衛生法に基づき厚生労働省が定めた「食品、添加物等の規格基準」に従って、 内閣府食品安全委員会が安全性を評価し、厚生労働大臣が承認を行う。
遺伝子組換え農作物を飼料として利用する場合、「飼料の安全性の確保及び品質の改善に関する法律」に基づいて、 農林水産大臣が飼料としての安全性確認を内閣府食品安全委員会の意見を聴取した上で行う。

ゲノム編集技術とは
国による定義ゲノム編集技術応用食品及び添加物の食品衛生上の取扱要領
令和元(2019)年9月19日 最終改正 令和2(2020)年12月23日
大臣官房生活衛生・食品安全審議官決定
1.定 義(1)ゲノム編集技術
ゲノム編集技術とは、特定の機能を付与することを目的として、染色体上の特定の塩基配列を認識する酵素を用いてその塩基配列上の特定の部位を改変する技術と定義する。なお、最終的に、外来の遺伝子又はその一部を含む場合は組換えDNA技術(食品、添加物等の規格基準(昭和 34 年厚生省
告示第370号。 以下「規格基準告示」という。)に規定する技術をいう。
以下同じ。)に該当するものとする。

ゲノム編集技術応用食品を適切に理解するための6つのポイント
厚生労働省 資料より

ゲノム編集技術応用食品を適切に理解するための6つのポイント
厚生労働省 資料より

ゲノム編集技術応用食品を適切に理解するための6つのポイント
厚生労働省 資料より

ゲノム編集技術を利用して得られた食品等の食品衛生上の取扱いについて
厚生労働省 医薬・生活衛生局 食品基準審査課 新開発食品保健対策室 令和2年12月
ゲノム編集技術を用いた農林水産物を考えるシンポジウム（Web会議）20201225の資料より

「ゲノム編集技術を活用される方へ」
環境省ホームページより

1

「ゲノム編集技術を活用される方へ」
環境省ホームページより

2

「ゲノム編集技術を活用される方へ」
環境省ホームページより3

「ゲノム編集技術を活用される方へ」
環境省ホームページより4

「ゲノム編集技術を活用される方へ」
環境省ホームページより4

ゲノム編集技術利用により得られた生物の取り扱いに関する各省庁等からの通知【環境省自然環境局長通知】
ゲノム編集技術の利用により得られた生物であってカルタヘナ法に規定された 「遺伝子組換え生物等」に該当しない生物の取扱いについて【環境省】「ゲノム編集技術を活用される方へ」（ちらし？）【文部科学省研究振興局長 】
研究段階におけるゲノム編集技術の利用により得られた生物の使用等に係 る留意事項について(通知)【農林水産省消費・安全局長通知 】
農林水産分野におけるゲノム編集技術の利用により得られた生物の生物多様性影響に関する情報提供等の具体的な手続について【厚労省 大臣官房生活衛生・食品安全審議官決定】
ゲノム編集技術応用食品及び添加物の食品衛生上の取扱要領【厚生労働省医薬・生活衛生局長通知】
医薬品等におけるゲノム編集技術の利用により得られた生物の取扱いについてゲノム編集技術応用食品の表示は？

ゲノム編集技術応用食品の表示は？

ゲノム編集技術応用食品の表示は？

ゲノム編集されているかどうか、選択したい
運動OKシードプロジェクトのホームページより

ゲノム編集されているかどうか、選択したい
運動OKシードプロジェクトのホームページより

日本科学者会議 福岡支部主催 【市民と科学者の対話２】
2022年1月29日（土）13:30〜 オンライン開催

1.

私たちの生活の場に入り込むゲノム編集生物

2.「遺伝子組換え」「ゲノム編集」・・・
遺伝子操作技術の進展と現状
3.「ゲノム編集」技術とその取り扱いにおける問題
4.

人類がもたらした地球上の生物相の急激な変遷

人類は一万年前ごろから動植物を改変(家畜化・栽培植物化)してきた

Canis lupus lupus
オオカミ Canis lupus familiarisイヌ

出典:https://honkawa2.sakura.ne.jp/0455.html

家畜は人類の増加とともに増加してきた
それは地球上の動物相 fauna を大きく変遷させた

http://honkawa2.sakura.ne.jp/0450.html

家畜は人類の増加とともに増加してきた
それは地球上の動物相 fauna を大きく変遷させた

出典：http://honkawa2.sakura.ne.jp/4165.html

家畜は人類の増加とともに増加してきた
それは地球上の動物相 fauna を大きく変遷させた
それは人類による生物種の大絶滅とも評される

http://honkawa2.sakura.ne.jp/4170.html

http://honkawa2.sakura.ne.jp/4165.html

おわりに「ゲノム編集 genome editing」という言葉は、不遜ではないか。

「ワープロで文章を編集するように、人間の設計図に相当するゲノムを自在に編集する技術」という人もいるが・・・。

科学者・技術者には、科学・技術の発展に伴って、それに見合う謙虚さが必要ではないか。
食の分野におけるゲノム編集技術の活用における学・官の突出は何か。
人間はどこまで他の生物を支配しようとするのか。