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総合生命科学部 生命資源環境学科 寺地 徹 教授

遺伝子の不必要な拡散を防ぎ、導入遺伝子産物の大量生産が可能。タンパク質製剤の「植物工場」から地球環境の「浄化植物」まで。

遺伝子組換えは特に注目度の高い分野ですが、研究内容をお聞かせください。

　私の研究テーマは「オルガネラゲノムの遺伝子組換え」です。オルガネラゲノムとは植物の細胞小器官の総称ですが、この中で葉緑体とミトコンドリアは独自のゲノム（ＤＮＡ）を持っています。つまり、かつてこれらは独立した生物だったのです。それが植物に寄生し、共生するようになったので、現在でもゲノムを受け継いでいるのです。そして、この遺伝子には大きな特徴があります。葉緑体とミトコンドリアに乗っている遺伝子が伝わるのは種だけで、花粉を通じて遺伝することはありません。ですから、オルガネラゲノムの遺伝子組換え植物は、種さえしっかりと管理すれば、不必要な遺伝子の拡散を防ぐことができるのです。
　また、たとえば葉緑体は一つの細胞に数多く存在し、その中に遺伝子(ゲノム)も多数含まれていますので、導入遺伝子産物の大量生産も可能です。これらは特筆すべき利点であり、専門的な視点からは他にも多くのメリットがあります。すでに、タバコによる葉緑体遺伝子組換え植物の作出には成功しています。もちろん、まだクリアしなければならない課題はいくつもあり、培養の難しさ、解らないファクターなどによる失敗も少なくありません。試行錯誤を続けながら、ようやく自前で組換え植物を作れるようになったというところです。ちなみに、ミトコンドリアの方は世界的にもまだ成功例は皆無です。

今後の社会に大きく役立ちそうな研究ですが、主な応用分野をお教えください。

　「オルガネラゲノムの遺伝子組換え」の応用分野としては、まず植物の新品種育成があります。たとえば、低温など過酷な自然環境に強い新品種を生み出すとか、現在の植物の能力を高めるなど、この先端技術を活用できるテーマは数多く考えられます。次に先程もお話した導入遺伝子産物の大量生産。具体的にはタンパク質製剤や産業用酵素の生産です。タンパク質を例にすれば、大量生産は大腸菌や酵母の中でもできます。ただし、大腸菌培養などを行うためには、それなりの設備投資が必要です。これに比べて、植物の場合は一度優れた種を得ることができれば、畑で栽培できます。基本的に種があれば良いわけですから、生産量の拡大も容易です。世界中の発展途上国をはじめ必要とする国々や地域で「植物工場」を稼働させれば、必要なだけのタンパク質製剤が得られます。この他に、環境浄化も実現可能です。遺伝子組換えによって栽培が容易で、しかも重金属を大量に吸収する植物を作ったり、有機化合物を分解できる能力を与えるなど色々と考えられます。これを葉緑体で行えば花粉で不必要な遺伝子が拡散する心配も解消されます。現在、世界規模で環境保全が深刻な課題になっていますが、ここでもオルガネラゲノムの遺伝子組換え技術が大きく役立つのではと思います。いずれにしても、遺伝子組換え技術の必要性は高まっていくと確信しています。このような時代の流れに先駆けて、卓越した技術力を確立しておかなければならないと考えています。オルガネラへの遺伝子導入技術を通じて、これからの社会に貢献できる遺伝子組換え植物を創出すること。それが当研究室の目標です。