家畜の遺伝子編集、前途有望な技術に大きな落とし穴

【デービスＡＦＰ＝時事】最新の遺伝子編集技術を用いて角のない乳牛や去勢された状態で生まれる子豚などの開発──農場主や牧場主にとって歓迎され得る成果──に成功したとしても、遺伝子編集された家畜を飼育小屋から食卓へと運ぶにはまだ多くの困難が残っている。（写真は遺伝子編集技術を用いた個体から生まれた牛と対象グループの角のある牛。米カリフォルニア大学デービス校で）
　動物遺伝学者のアリソン・バン・エネナーム氏率いる米カリフォルニア大学デービス校の研究チームは、角のない畜牛の難題に取り組んでいる。
　農場主や牧場主は、家畜の牛が仲間を角で突いたり飼育担当者を傷つけたりするのを防ぐために角を除去する。これは牛にとっては苦痛を伴うプロセスだ。
　だが、アンガスなどの特定の肉牛種には生まれつき角がない。この角のない状態に関与する遺伝子が科学者らによって特定されるとすぐ、生物工学の専門家チームは米ミネソタ州に本拠を置く遺伝子企業リコンビネティクスと協力し、代表的な乳牛種ホルスタインから採取した細胞に遺伝子改変技術を用いてＤＮＡ改変の作業を行った。
　遺伝子改変技術としては「ＣＲＩＳＰＲ─Ｃａｓ９（クリスパー・キャスナイン）」と呼ばれる「はさみ」が有名だが、リコンビネティクスは「ＴＡＬＥＮ」と呼ばれるツールを用いた。そして２０１５年、角のない雄牛の「スポティジー」と「ブリ」が誕生した。
　ブリは最終的に６頭の子牛を残した。６頭はすべてデービス校の研究農場で飼育された。
　こうした家畜の肉が、人よる消費に適しているのかを確認するためバン・エネナーム氏は、米食品医薬品局（ＦＤＡ）に意見を求めた。するとＦＤＡの科学者チームは、遺伝子編集で生まれた雄牛のゲノム（全遺伝情報）に関する公開データを用いた関連プロジェクトの作業中に、予想外の遺伝子改変をほぼ偶然に発見した。
　■厳重な監視体制の重要性
　ＦＤＡが見つけたのは、対象遺伝子を改変するために用いるＤＮＡ断片のプラスミド配列だった。本来であれば見つかるはずのないプラスミドが牛のＤＮＡの中に存在していたのだ。
　異質の断片がＤＮＡに組み込まれていたという事実は、必ずしも家畜や消費者にとって危険だというわけではないと、ＦＤＡは指摘する。
　だが、ＦＤＡの動物生体工学・細胞療法部門を統括するヘザー・ロンバルディ氏は「目的外の改変が行われるならば、それは食物の組成に影響するだろうか」と問いかけた。「アレルギー誘発性や有毒性のようなものに何らかの影響が及ぶだろうか」
　いずれにしても、遺伝子編集技術の推進派が厳格な監視の緩和を強く求めている現状にあって、今回の発見は家畜に対する遺伝子編集ツール使用の厳重な監視体制を維持することの重要性を浮き彫りにしていると、ＦＤＡは説明している。
　■性決定遺伝子
　予想外の遺伝物質の発見を受け、バン・エネナーム氏は遺伝子編集された雄牛５頭の殺処分と焼却を指示した。牛を生かしておくことによるリスクが高すぎると判断したのだった。雌の１頭も、出産後に分析対象となる乳を出すようになったらすぐに安楽死と焼却処分の措置が取られる予定だという。
　それでもバン・エネナーム氏によると、遺伝子編集には多くの有望な応用分野があるという。例えば、温暖化が進む世界で重宝されるであろう暑さに強い家畜や、中国の畜産業に壊滅的な打撃を与えているアフリカ豚コレラに耐性を示す豚などの開発だ。
　同氏は現在、雌形質の発現を阻害するＳＲＹ遺伝子の利用に関する実験を進めている。完全に雄だけの群れを作り出すことを目指しているのだ。
　何度か失敗したが、今年６月には「キャリア（保因）」牛の受精に成功した。２０２０年３月に特定の遺伝子を持った個体が誕生する予定だという。
　この研究における目標は、より多くの肉が期待できる雄のみの肉牛群や雌だけの乳牛群、さらには雌だけの鶏群などを育成できるようにすることにある。【翻訳編集ＡＦＰＢＢＮｅｗｓ】
〔ＡＦＰ＝時事〕（2019/10/09-08:48）

If American researchers have successfully employed new gene-editing techniques to develop hornless dairy cattle and piglets born castrated -- a seeming boon to farmers and ranchers -- they are still struggling to move these animals from stable to table.
A team at the University of California, Davis led by animal geneticist Alison Van Eenennaam has been working on the hornless cattle challenge.
Ranchers and farmers often have to remove animals' horns -- a painful procedure -- to prevent them from goring one another or harming their human handlers.
But certain beef-cattle breeds like Angus are born without horns.
So once scientists identified the gene responsible for the absence of horns, bioengineers with Minnesota-based Recombinetics used molecular scissors to alter the DNA in cells from a Holstein, a popular dairy-cattle breed.
While the genetic scissors called CRISPR-Cas9 are better-known, Recombinetics used a tool called TALENs (Transcription Activator-Like Effector Nuclease). The result: the 2015 birth of hornless bulls Spotigy and Buri.
Buri eventually sired six calves, all of them raised on Davis's research farm.
- A surprise discovery -
For confirmation that flesh from these animals would be suitable for human consumption, Van Eenennaam consulted with the US Food and Drug Administration (FDA).
Almost by chance, scientists there discovered an unexpected genetic modification while working on a related project using published data on the bulls' genome.
We saw the intended edited mutation, and I was just checking the final boxes before I moved on, said Alexis Norris, a bioinformatician with the FDA's Center for Veterinary Medicine.
And that's when I noticed that the plasmid sequence was present in the cows, and it was not expected.
It was really a shock.
The plasmid sequence, a DNA fragment used to alter a targeted gene, was supposed to disappear on its own, and Recombinetics -- which now uses a different technique in conceiving hornless cattle -- had not checked for its presence.
The fact that a foreign fragment had become inserted into the DNA is not necessarily dangerous for either the animal or consumers, the FDA says.
But if there is an unintended alteration, does that impact the composition of the food? asked Heather Lombardi, the FDA's director of animal bioengineering and cellular therapies. Would it have any impact on something like allergenicity or toxicity?
In any case, the agency says the discovery underscores the importance of maintaining close surveillance over the use of gene-editing tools on animals at a time when advocates of the technology are pressing for less rigorous oversight.
For those advocates, animals whose genes have been edited by cutting and inserting DNA fragments are different from genetically modified organisms (GMOs) involving the insertion of foreign genetic elements.
But the European Court of Justice decided in a closely watched 2018 case that organisms resulting from gene editing should be considered as GMOs -- requiring the same lengthy approval processes.
- Unknown consequences -
Following the discovery of the unexpected genetic material, Van Eenennaam decided she had no choice but to order the incineration of the five gene-edited males. Keeping them alive would have been far too expensive, she said.
The lone female, Princess, will likewise be euthanized and incinerated once she has given birth and provided milk to be analyzed.
Gene editing is where GMO was 20 years ago, Van Eenennaam said. Activists are beating the drums saying something is going to have unknown consequences, Europe comes out with the precautionary principles.
The only thing different is that South America is saying no, and Africa is starting to flex its muscles, while China ramps up its gene-editing research, she said.
There are many promising applications for gene editing, Van Eenennaam said: developing more heat-resistant livestock -- invaluable in a warming world -- or pigs resistant to African swine fever, which has devastated herds in China.
The Australian-born Van Eenennaam, who spent time working on a Texas cattle ranch during her undergraduate days, is now experimenting with using the SRY gene, which inhibits the development of female characteristics, to create entirely male herds.
After several failed attempts, a carrier cow was finally successfully inseminated in June and should give birth in March 2020.
The goal is to be able to develop beef herds composed entirely of males -- who carry more meat on their bones -- or female-only herds of dairy cows, as well as female-only flocks of chickens.
But such ideas can be a hard sell.
Developing animals with resistance to diseases that would not exist outside of intensely crowded, factory-farming conditions might encourage further abuses, said Katherine Roe of the animal-protection group PETA.
A lot of the alterations they are making in the interest of welfare will give excuses to farmers to keep them in horrific conditions, Roe said.
And Thomas Gremillion of the Consumer Federation of America stressed that even if food products from GE animals are rigorously tested and approved as safe, many Americans find the genetic engineering of animals to be offensive and do not wish to consume products made from those animals.