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基因組革命(1)讓河豚變為大眾魚

2015/11/23

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  「沒想到有這麼肥,差不多比通常重了2成以上」,9月中旬,位於日本高松市的水産綜合研究中心瀨戶內海區水産研究所主任研究員吉浦康壽(46歲)滿足地確認了為在日本水産學會上發表成果而收集的虎河豚數據。

  在水槽裏,體長20厘米左右的約40條虎河豚在舒暢地游來游去。這些魚採用了據稱能給農作物、魚和家畜的品種改良帶來革命的新技術「基因組編輯」,促使抑制食慾的基因不再發揮作用,結果使河豚變得肥胖。

使用「基因組編輯」技術快速成長的虎河豚(高松市的水産綜合研究中心)
  DNA處在細胞核之中,上面刻有生命的設計圖,具有能控制蛋白質形成的大量基因。「基因組編輯」指的是採用特殊的酶與核酸等化合物,準確切除或替換DNA的位置,以此操控基因。

  吉浦康壽自從7~8年前開始致力於容易生長的虎河豚的品種改良。虎河豚直到供貨的養殖時間達到2年,如果將這一時間縮短至1半,價格將迅速下降,成為「大眾魚」。

  雖然目標很遠大,但研究遲遲沒有取得進展。隨著分析技術的進步,了解了「食慾抑制基因」的真面目,但如果採用以往手法,就算培育1萬條以上,也不知道改良能否取得成功,這種碰運氣的工作一直在持續。在這種情況下,遇到了「基因組編輯」技術。

 關於「基因組編輯」,由美國和法國2名女科學家于2012年在美國《科學》雜誌上發表了論文,點燃了實用化競爭的火焰。中國也有報告稱,成功培育了充滿肌肉的狗和作為寵物不會長大的迷你豬。

  2015年春季,吉浦康壽將降低食慾抑制基因作用的化合物注入受精卵,虎河豚均不斷茁壯成長,超出了預想。由於過於順利,到目前為止的品種改良的辛苦變得猶如謊言。

  吉浦認為:「基因組編輯將成為只要擁有基因工程學的知識,任何人都能運用的通用技術」。在共同研究夥伴京都大學和近畿大學,促進加級魚生長的研究也在推進。據稱「或將在3~5年內達到實用水平」。

  在醫療領域,有望帶來變革的研究也在推進。

  日本理化學研究所生物資源中心實驗動物開發室室長吉木淳(54歲)不斷收到日本各地研究人員相似的諮詢——「能否接收培育出來的小鼠?」

  模型小鼠是新藥開發和疾病分析不可或缺的。如果採用基因組編輯技術,能夠以過去一半的時間、數分之1的成本培育出來。該中心會將收到的小鼠分配給國內外的研究所和醫療機構。即使是患者人數較少的罕見疾病,新藥開發或許也將迅速推進。

  人類擁有2萬多種基因。日本理化學研究所與世界各國的18個研究機構展開合作,正在推進一項國際計劃,培育與疾病相關的某些基因已被消除的「基因敲除小鼠」。預定自2011年起花費10年時間,但吉木淳表示「隨著基因組編輯的出現,有望大幅提前實現計劃」。

  基因組編輯的實用化研究正在迅速推進,同時課題也浮出水面。

  神戶大學教授近藤昭彥(56歲)每次前往東京都呼籲文部科學省提供研究支援。這是因為近藤認為,必須開發使用時無需擔心海外知識産權的日本國産基因組編輯技術。

  「作為授權費,似乎收取了銷售額的1成」,近藤曾聽説海外企業通過相關專利收取過分的專利實施費的情況。即使在日本國內培育出優秀的農作物和新藥,如果收益流失到海外,也將得不償失。

  目前存在備用選項。那就是利用特殊酶轉換基因的一部分的作用。如果開發出向對準的位置高效注入酶的技術,或許就能避免在基因組編輯領域主導世界的美國博德研究所(Broad Institute)等的專利的影響。

  筑波大學教授江面浩(55歲)培育了近藤等利用國産基因組編輯技術獲得的實驗用蕃茄。通過對關係到保存時間長度的基因加以處理,「不腐爛的蕃茄」的誕生將很快實現。

  另一方面,江面浩的表情並不輕鬆。去年,一家企業的負責人流露的話令他難以忘記:「傳言導致的傷害令人擔憂。希望將我的名字從共同研究人員名單中刪除」

 基因組編輯同時屬於終極的基因改造。消費者從安心方面加以拒絕的傾向很明顯。要實現實用化,企業的努力也不可或缺。江面浩説:「需要制定能夠消除不安的規則」。
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