Definition

遺伝子工学または遺伝子組み換えは、特定の遺伝子を変更または置き換えることによって生物のDNAを変更する遺伝学の分野である。 農業、工業、化学、製薬、および医療分野で使用される遺伝子工学は、醸造用酵母の生産、癌治療、および遺伝子組み換え作物や家畜など、数え切れないほどの選択肢に適用することが可能である。

遺伝子工学の例

この記事では、遺伝子工学の例を分野別に挙げていますが、それぞれの分野で異なる目標を持ってDNA改変が適用されています。 ヒトのゲノムには2万から2万5千の遺伝子があり、これらの遺伝子はわずか数百の塩基対から200万以上にも及ぶため、遺伝子工学の範囲は非常に広いものである。

化学工業

化学工業は、化学生産のために生きた微生物を改変して生産する際に遺伝子工学を利用しています。 酸や鉄の棒のような化学物質や材料を遺伝子操作することは不可能で、それらは DNA を含んでいません。 これらは長年にわたり、人工（合成）コピーによって模倣されてきた。 今日の化学工業における遺伝子操作の一例として、プロテアーゼという酵素がある。 プロテアーゼ工学は、洗濯用洗剤製造における遺伝子組み換えの基礎となっています。

プロテアーゼはあらゆる生物に存在する酵素で、その機能は、多くの種類の洗濯汚れに見られるエステルおよびペプチド結合の分解を触媒する（速度を上げる）ことにあります。 プロテアーゼ遺伝子は、細胞内でプロテアーゼを生成する（タンパク質合成）ための製造指令を細胞に与えます。 この遺伝子を操作することで、プロテアーゼの最終的な形や特性の一部を変えることができます。

初期の洗剤には遺伝子操作の技術がありませんでしたが、それでも研究者が最適な株を選んで製造することで、プロテアーゼを改変することができたのです。 遺伝子工学を用いれば、これらの酵素をさらに改良して、より白くすることができるのです。 プロテアーゼを作る遺伝子が解読されると、それを取り出して改変することが可能になった。

化学工業における他の遺伝子工学の例としては、より環境負荷の低い廃水管理などが挙げられます。 これには、廃棄物を消化し、同様に有害な副産物を残さないようにする、多くの種類のバクテリアの遺伝子を修正することが含まれます。

作物生産

作物生産に関する遺伝子工学の例は、作物を買ったり食べたりしない理由を説明するためによく使われますが、自宅で作物を生産する時間や場所、また多くの場合知識を持たない人口が増えているため、農地をより効率的に使用する必要があるのです。 同時に、世界中の自然生息地を減少させないことも重要です。 遺伝子組み換え作物は、より小さな土地でより多くの収穫を得るための解決策となります。 遺伝子組み換え作物は、病気に対する抵抗力を高めるか、繊維や栄養分を増やすか、収穫量を増やすか、できればその3つを組み合わせて作ることが大切です。 もし、農薬や肥料を使わずに早く成長し、干ばつでも育つスーパートマトから、必要なすべてのミネラルやビタミンを得ることができるとしたら、遺伝子組み換え作物の話題は突然、実に魅力的に見えるでしょう。 つまり、農家が経済的なリスクを負ってまで栽培したいと思うことはほとんどないのです。

遺伝子組み換え作物が非組み換え作物と比べて食べるのに危険だという科学的証拠はありませんが、遺伝子組み換えはかなり新しいので、長期的影響が人間やそれを食べる動物（そのあとハンバーガーで食べるかもしれない）に有害かどうかははっきり言えません。 欧州連合（EU）で合法的に栽培されている唯一の遺伝子組み換え作物は、MON 810 トウモロコシです。 このトウモロコシのEUでの生産も、将来は禁止されるかもしれません。

Livestock

家畜の飼育における遺伝子操作の例は、最近解除された食品医薬品局の制限に常に言及すべきです。 米国ではかつて、遺伝子組み換えイクラの輸入、販売、飼育が禁止されていましたが、これは、これらの魚を食べると健康に害があるのではないかという懸念によるものではなく、表示に関する法律が原因だったのです。 AquaAdvantage サーモンでは、科学者がチヌークサーモンとかなり醜いオーシャンパウト（下図）の遺伝子を組み合わせて、天然または養殖の代替品よりも使用カロリーが少なく、継続的に成長するサーモンを生み出しました（サーモンは通常季節ごとに成長する）。 同社はこの新しい食料源のテストに20年を費やしました。GMサーモンの使用に対する議論は通常、20年は人間の平均寿命の中ではそれほど長くないという事実に基づいています。

遺伝子組み換え牛肉を見つけることは難しいものの、あなたの鍋料理がかつて GM 飼料を食べていたということもあり得るでしょう。 また、生きている間に、遺伝子組み換えの牛成長ホルモン（rBGH）を注射されたかもしれません。 このホルモンは乳牛にも注射されている。 このホルモンは、人間の乳がん、前立腺がん、結腸がん、肺がんのリスクを高めると言われています。 このように、遺伝子組み換え製品が物議を醸す理由のひとつに過ぎないのです。 しかし、研究によれば、GM飼料を使うことで動物の健康レベルが向上し、農家が家畜に抗生物質やホルモン剤を注射する必要がなくなることが多いそうです。 審査はまだ終わっていません。

GM鶏肉は（まだ）近所のスーパーでは買えませんが、GM飼料で育った鶏には、しばしばそのようなラベルが付けられています。 つまり、それは異なる遺伝子組み換え作物の消化残渣であり、オーブンで焼いているのは遺伝子組み換え鳥ではありません。

遺伝子組み換え鶏卵は、将来の天然化学化合物の供給源として研究されています。 雌の鶏は、特定のタンパク質をより大量に含む卵を産むように遺伝子操作することができます。 これらのタンパク質は、一般的に医薬品の製造工程で使用されます。

癌治療

癌治療における遺伝子工学の例は、すでに非常に良い結果を示し始めています。 ここでもニワトリの卵が登場する。 この遺伝子工学の分野では、特定のタンパク質を作り出すバクテリアの遺伝子を改変する。 このタンパク質は、非常によく研究されているCas9タンパク質のことを聞いたことがあるかもしれませんが、ウイルスを破壊するのに役立つ抗体を形成しています。 この種のタンパク質は、人間の免疫反応に警告を発するメカニズムも支えている。 この反応はしばしば癌細胞によって抑制されるため、Cas9は身体が癌を認識し、癌と戦うのを助けることができるかもしれない。 Cas9はすでに、鎌状赤血球症や嚢胞性線維症などの遺伝子疾患に対して研究・試験されています。

遺伝性疾患

遺伝性疾患や障害は、遺伝子工学のおかげで過去のものになるかもしれません–ただひとつ問題があり、研究目的のためのヒト胚の倫理的使用です。

胚による遺伝子工学は一部の国で合法となっていますが、これらの国では多くの批判がなされています。 しかし、He Jiankuiが双子の胚の遺伝子を編集し、それを女性に移植させ、その女性がこの遺伝子操作された子供を出産したとき、世界は熱狂し、Jiankuiはその後、投獄されたのである。 遺伝子操作の長期的な影響は未知数であるばかりでなく、何らかの変化が後続世代に伝わり、進化という自然のコントロールなしに変化し続けるかもしれないのだ。 6059>

体外受精（IVF）を行う多くの親には、着床前遺伝子診断（PGD）というオプションが提供されます。 これは、子宮に挿入される前に、受精卵のDNAをチェックするものです。 その目的は、遺伝子の変異の可能性を探ることにある。 両親は「欠陥のある」卵子を廃棄することが許される。 多くの人は、何をもって望ましくない突然変異とみなすかについて合意していないため、これは非常に間違っていると考えている。 流産を引き起こすような遺伝的欠陥は、おそらく許容されるでしょう。 しかし、性別、遺伝性の精神疾患、目の色などについてはどうでしょうか？ ここ数年、インドではいくつかの不妊治療クリニックが、カップルに男性の子供を約束したことなどが問題視されています。 これは遺伝子操作の例ではないが、多くのグループが、ある種の生理学的な選択が、コントロールされないまま遺伝子操作に入り込むことを恐れている。 今日、人間における遺伝子組み換えは、実質的に中絶と同じ倫理的議論に従っています。

Pros and Cons of Genetic Engineering

遺伝子組み換えの賛否についてはまったく明確なものではありません。 人間の遺伝子組み換えの分野では、私たちの個人的な信念が、この技術がどのように発展し、前進していくかに影響するのです。 人間の生命は24週目に始まると法律で定められている国々では、成熟するまで運ばれなかった胚の遺伝子操作は受け入れられやすいとされています。 この倫理的な問題は、胎児人格論として知られるものの一部であり、ヒトへの遺伝子操作がこれほどまでに抵抗されている主な理由である。 このような不安は、農家が遺伝子組み換え作物を販売できなくなる可能性があり、多くの国では栽培が違法となるため、農家の生産活動を停止させている。 このような個人的な問題は、しばしば意見であり、実際の賛否は、長期的な科学的研究の結果である。 残念ながら、ゲノム編集は新しい技術であり、数年以上、それも1世代以上の寿命をカバーするようなデータはありません。 バクテリアから人間まで、DNA を含む生物全体がどのように機能するのかがわかってきたのは、遺伝子工学のおかげです。

遺伝子工学は、特定の病気がどのように発症するのかを教えてくれる、新鮮で予想外の知識を私たちに与えてくれました。 また、この分野は、これらの病気を治したり、少なくとも和らげたりすることができる標的治療法を提供してきました。 医薬品の作用だけでなく、遺伝子組み換え鶏卵のような安価な生産も、この技術によってより効率的に行うことができます。

世界人口の増加と、農地と自然生息地の非常に不安定な比率を維持する必要性が相まって、遺伝子組み換え作物が開発されるようになりました。 これらの作物は、収穫量が多く、栽培に使う栄養素が少なく、必要な面積や化学物質（除草剤および殺虫剤）が少なくなるように設計されています。

Genetically-modified bacteria helps to produce bio-fuels from genetically-modified crops. バイオ燃料は、化石燃料による汚染の影響を軽減します。 シアノバクテリアは生分解性プラスチックの生産に役立ち、他の遺伝子組み換え微生物は私たちの廃棄物を分解してくれます。 遺伝子組み換えは、私たちの生態系と未来に強く結びついています。

また、家畜がより早く成長すれば、地球の資源の使用量も少なくなります。 肉牛が2、3年ではなく1年で成長すれば、すべての動物の二酸化炭素排出量を2年分減らすことができるのです。 牛の遺伝子を病気と闘うように改良すれば、牛乳や肉に残留する抗生物質やホルモンの量を減らすことができます。 遺伝子組み換えは、重要で消えつつある自然の生態系を食料生産工場に変える圧力が少ないことを意味します。

短所

短所は、主に、生物とそれを食べる生物の両方に対する遺伝子組み換えの影響に関する長期研究の欠如に基づきます。 もしかしたら、その生物と共存している生物にさえも。

もうひとつの要因は、ヒトゲノムは解読されたものの、人体のすべての機能に関して必要なことがすべてわかっているわけではないということです。 たとえば、腸内細菌はごく最近のホットな話題です。 10年前にはほとんどなかったことですが、今では腸内細菌が脳に直接影響を与えることを科学者たちは認めています。 しかし、脳の神経伝達物質が消化管内の化学物質とどのように相互作用しているのか、正確にはまだ謎のままです。 このような例は、何かがどのように機能するのか、長期的にどのような影響があるのか、そもそも本当に壊れているのかどうかが正確にわからない場合は、何かを直そうとすべきではないと多くの人が主張することを意味しています。 遺伝子工学によって致命的な障害を安全に永久に取り除くことができるかどうかを知る前に、胚の DNA を変え、成長させて誕生させ、生まれてから老いるまで（そしておそらくその子供や孫も）その人生を調査して、新しい治療法が安全かどうかを確認することが正しいかどうかを考えなければならないのです。

参考文献