食品ネット分析室　

消費者の大嫌いな遺伝子組み換え作物ですが、ことが医薬品になると、遺伝子組み換え無しには治療ができない状況に既になっています。メタボリックシンドロームの代表である高血糖が引き起こす糖尿病患者はいまや700万人
5〜6年前は400万人といわれていましたのですごい速度で増えています。
糖尿病予備軍は2,000万人とも言われます。血糖値を下げるために使用されるインシュリンは、現在はヒトのインシュリン（インスリン）を大腸菌や枯草菌に遺伝子組み換えで作らせています。インスリンは21アミノ酸のA鎖と30アミノ酸でできているB鎖からなる小さなペプチドですので。組み替え技術を使えば簡単に純粋なヒトインスリンが生産できます。ところが遺伝子組み換え技術を使用しなければ、ブタなどのインスリンを使わなければならず、効果や副作用に問題が出ます。現在は生死が係っている医薬品は遺伝子組み換えも致し方なしといった状況ですが、将来の人口増を考えると、収量の多い作物や、害虫に強い作物の需要が必須になってきます。アフリカの飢餓の状況を見ているとすでに、必要な技術になっているのかもしれません。先進国の日本人だけが、アフリカで飢餓でなくなっている子供たちを横目にnon-GMOの食品を食べ続けられるのはいつまででしょうか。
LOHASな生活を考えている人はすでに遺伝子組み換えの安全性を考えているのではないでしょうか。食品の研究もnon-GMO以後を見据えた研究が必要になっているのでしょう。

目から鱗は聖書の中の言葉ですが、昨日のブログに遺伝子工学の技術革新について目から鱗状態だったことにふれました。しかしこうした遺伝子の分析もコンピューターなしでは何もできません。たった1000個ほどの遺伝子二つを比較してどことどこが同じ遺伝子配列になっているかをATGCGCGCと繋がった遺伝子配列を見比べても呆然とするだけですが、最新のパソコンは一瞬で結果を出してくれます。私がはじめてパソコンを見たのは1980年のアメリカでした。その時はワープロソフトをパソコンで動かしていたのですが教授が話す言葉を秘書がワープロに打ち込みそのまま論文ができあがるのをみてすっごいと思いました。それから数年後8bitのパソコンが30万円程度で発売されて購入しました。言語はBASICです。BASICの勉強をしてグラフソフトなどを作っていました。そしてMS-DOSの時代に入り高価なソフトウェアーにびっくりしていました。ソフト一つが10万円を平気で超えていたのです。
そこでパソコンから興味を失い5年ほどパソコンにさわろうともしませんでした。そうこうしているうちに、うちの奥様がパソコンがパラリンと動くようになってすごいよといっても半信半疑でした。
だって一枚の画像を８bitのパソコンで画面に出そうとすると横に一本ずつ線が走っていき何分も待って画像を見る時代に育ったんですもの。そして電気店で見たものはWindowsでした。このときも目から鱗状態でした。最近ではあちこちの遺伝子データーバンクの大型コンピューターを使って仕事をすることもありますが。すごい早さですね。
もう一世代遅く生まれていたら良かっただろうなぁと思うことが良くある。今日この頃です。

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写真はシロイヌナズナの写真ですネットから頂戴してきました。私は学生の頃二重螺旋のDNAを加温してゆき何度で二本鎖が一本鎖になるかで遺伝子中のGC%を測定していました。それから数十年、物売りやいろいろなプロジェクトで時間を費やしている間に遺伝子組み換えの技術はどんどん進み、シロイヌナズナは植物で最初に全遺伝子解析が終了した植物となっています。変異がどこの遺伝子で起こっているかなどと行った遺伝子解析の良い材料となっています。研究所に戻ることがなければこうしたすばらしい進歩を知らずに過ごしてしまうところでした。

今遺伝子組み換えであるタンパク質を作っています。
私の会社には、遺伝子組み換えでの新規物質の生産といった技術はなく、私が研究所に提案しても取り上げてもらえませんでした。遺伝子配列が全ゲノム確認されているバクテリアが400株を超え、特定蛋白を生産する微生物が、机の上で判定できるようになっています。また同一タンパク質を作る遺伝子を持った菌株の同一遺伝し部分をコンピューターで並べ替えてプライマーを作ってPCRで未知の株から特定タンパク質を作る技術も確立されています。
しかしこうした技術導入を評価できる上司がいません。
製品ができたら評価するといった事しかできない脳死状況の会社でこれからも働いてゆくのでしょうか？

生命に仕組まれた遺伝子のいたずらを読んでいます。
遺伝子にはエキソンとイントロンという遺伝子の有用部分と不要な部分があることはご存じの方も多いと思います。必要なエキソンは全遺伝子のわずか２％でジャンク部分の４割は、ウィルスの遺伝子の名残りなんだそうです。
LINEと呼ばれるウィルスのコピーが８５万コピー、SINEと呼ばれるウィルスのコピーは１５０万コピーもあり私たち遺伝子の三分の一はウィルスの名残りなんだそうです。
なんだか身体がかゆくなってきそうなはなしですね。

遺伝子組み換えを通常の掛け合わせで行なう方法があります。
それはある特殊な形質を持った種Aの特殊形質を品質の良い形質を持った種Bに写してやりたいときどうするか？
遺伝子組み換えですと、その特殊形質に相当する遺伝子を取り出して核外遺伝子（プラスミッド）にしてAgrobacterを使って感染させると特殊形質が簡単に植物から植物に組み替えで一代で終了してしまいます。

ところが自然交雑で行なうためには、A種とB種を交配させできたF1に品質の良いB種を何代かかけ戻し（戻し交配という）してやると子孫の中にAの特殊形質を維持しながら次第にBの品質を獲得するものができてきます。核の遺伝子が繰り返しBと交配するために限りなくBに近くなります。そして最後に母親をB種にして掛け合わせを行なうと、細胞質は母親から遺伝しますのでBの品質に近いものができあがります。さらにAの特殊形質は最後の掛け合わせでヘテロになっていますので、自植を繰り返して子どもが全てAの特殊形質を持っているホモの子孫を何代か植えついでBの特殊形質をAに入れることが可能となります。

こうした交雑をおこなうのに植物ですと年に２回栽培できたとしても10年近い時間が必要です。そして結果的には余分なAの遺伝子を含む特殊形質がBに移ったことになります。遺伝的に見ると遺伝子組み換えの方が、必要な遺伝子だけを組み込むので安全とも考えられますが、遺伝子組み換えへの消費者の偏見は根強いものがあります。

生命に仕組まれた遺伝子のいたずら
東京大学のおもしろ教授の本を購入しようと思っています。
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日曜日に作成しましたが、誤字脱字が多く、なんだこれは？といった文章になっていましたので修正しました。

昨日は神戸大学の教授と兵庫県の農業試験場の次長様とある交配試験についてお話をしてきました。交配試験の話よりも、今の農学が何を模索してゆくべきかといった話が非常に面白いものでした。
農作物はバイオマスです。現在の原油高騰の中で、いろいろな農産物がエネルギー資源に使われています。サトウキビからエタノールを作る、タピオカ澱粉からもエタノール、家庭から出てくる廃油から自動車を走らせる、などなど、農産物を食物にせずエネルギーにするのであれば、遺伝子組み換えを使ってエネルギー効率の良い品種を作ったらどうか、トウモロコシからコーン油を作ってエネルギーにするよりも、トウモロコシそのものを燃やした方がエンタルピー上効率がよい。菜種油は黄色い菜の花がきれいであるけれどもエネルギー効率が悪い。また品種によって毒物であるエルシン酸の含量が増えてしまう、またエルシン酸を含まない品種もすぐにエルシン酸を含む品種と交配してしまう。などなどの話がでて大変楽しい時間を過ごす事ができました。
学者さま達との交流も絶やさないようにしなければ、脳が刺激されませんね。

８月２１日のasahi.comのニュースに下記の記事が掲載されていました。
ハム、ソーセージなどから人間に感染し、重い食中毒を起こすこともある細菌をウイルスで殺す――米のバイオ企業が開発したそんな手法を米食品医薬品局（ＦＤＡ）が認可する見通しになった。ＡＰ通信が報じた。ＦＤＡがウイルスを「食品添加物」として認可するのは初めてという。
　ウイルスは人間に感染して病気を起こすものもあるが、細菌にしか感染しない種類もいる。これらは「バクテリオファージ」と呼ばれており、抗生物質に代わる殺菌手段に使えるかどうかが研究されてきた。
　米メリーランド州に本拠を置くイントラリティクス社は、重い食中毒を起こすリステリア菌にこのアイデアを応用。特にこの菌に汚染されやすい加工食肉にスプレーすると殺菌効果があるウイルス混合物の製品を開発し、食品添加物としてＦＤＡに認可申請した。
　この申請を近く認める見通しのＦＤＡは「バクテリオファージは人間の消化管からも見つかり、危険はない。この製品も人や植物に無害」としている。
　リステリア菌感染による食中毒は、免疫機能が弱った妊婦や新生児には特に危険で、ＡＰ通信によると、米国で年間約２５００人が重症になり、うち５００人が死亡している。日本の国立感染症研究所によると、国内での集団感染の報告例はまだない。
　イントラリティクス社は、大腸菌を殺すウイルス製品も開発中という。

バクテリオファージは宿主特異性が非常に強く、同じ種、属でも感染したり、感染しなかったりしますので、宿主特異性の弱いファージを見つけ出すのでしょう。皆さんご存じのように私たちの腸内には善玉菌、悪玉菌がすんでおりファージも存在します。こうしたファージを摂取することによる腸内細菌相への影響とか調べられているのでしょうか？
また日本でもO-157特効水なんて物が発売されていますが、環境殺菌に使うには、特殊な細菌しか除菌できませんので価値がありません、まさか未許可でカット野菜やカイワレの除菌に使用されたりしていないでしょうか？衛生法違反ですよ。でもバクテリオファージの姿を見るとあまり食べたいとはおもいませんね。

先週テレビで市場に出回っているお豆腐のうち遺伝子組み換えでないと表示されているものの半数程度から遺伝子組み換え大豆が検出されるといった実態調査を紹介していました。遺伝子組み換え大豆は混入率が5％以下であれば組み替えでないといった表示ができるからです。

遺伝子組み換え大豆はRoundup Ready（ラウンドアップレディー大豆）と呼ばれるものです。ラウンドアップは 5-enolpyruvyl shikimate-3-phosphate synthetase(EPSPS)というたった一つの芳香族アミノ酸合成経路（シキミ酸経路）の酵素を阻害することにより植物を枯死させてしまいます。

遺伝子組み換え大豆はラウンドアップに耐性を持つアグロバクターのEPSPS遺伝子をカリフラワーのモザイクウィルスの持つプロモーターと葉緑体トランジット蛋白とともに組み込まれたものだそうです。
遺伝子組み換え大豆で発現するものは、ラウンドアップ耐性の酵素一つだけです。この酵素はタンパク質の集まりですので、体内で代謝されて栄養素となります。

この技術を交配で行なおうとすると、自然にラウンドアップ耐性を獲得している突然変異の大豆を見つけてきて、通常の大豆と交配させてラウンドアップ耐性の子孫を作り、ラウンドアップ耐性大豆の耐性以外の遺伝形質を取り除くために戻り交配を10世代程度行なってやります。すると理論的にはラウンドアップレディの遺伝子組成に非常に近い非組み替え体を作ることになりますが、10年以上の歳月がかかります。

安全である遺伝子組み換え技術ですが、交配ができない種の遺伝子を組み込む行為が我々人間に与えられて良いのか少し疑問です。

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これは枯草菌（Bacillus subtilis)のα-amylaseを作る遺伝子です。インターネットから拝借してきました。本当は枯草菌の様な発育の旺盛な菌の遺伝子をほかの菌に組み替えても意味がないのですが・・・・・
それぞれ３コの塩基（コドン）がアミノ酸に対応しています。開始コドンと終了コドンは決まっていて、開始コドンはメチオニンに対応しています。酵素遺伝子本体を黄色の長い帯で現わしていますが、その前に開始コドンが少し離れてあります。この開始コドンと酵素遺伝子本体の間をリーダーペプチドと呼びます。酵素遺伝子本体は終了コドン（TGA)の部分で終ります。
リーダーペプチドは酵素の発現を押さえており、菌の身体からα-amylaseが菌体外に出てゆくときの先導役をします。アミラーゼアミノ酸の帯が糸とすると菌体を通るときの針の役目をします。そして菌体外に出た時点でアミラーゼと分離してアミラーゼが菌体外で働くようになります。糸と針が離れる位置はだいたい決まっており小さなアミノ酸の部分が切断点となっています。このアミラーゼの場合Ala.Ala.Serの部分が該当します。（後日追加：切断点と酵素遺伝子の相田はプレプロ蛋白と呼ばれ最終的にはここの部分も切断されますが酵素によっては切断のメカニズムが分っていません。）
こうしてだいたいのアミラーゼ遺伝子がわかるとその部分をお待ちかねの制限酵素で切断してやります。（後日追加：切断しなくてもPCR増幅ができます。）切った遺伝子片はPCRという遺伝子増幅器で増やしてやります。PCRは温度コントロールをするだけの簡単な機械で安価ですが、ポリメラーゼ連鎖反応を引き起こし、遺伝子を増幅させるノーベル賞技術を使ったものです。
その後簡単には、染色体外の非常に小さな円形遺伝子（プラスミッド）も制限酵素で切断してやりアミラーゼ遺伝子をプラスミッドに挿入してやるのです。この部分で本当は切ったりはったり削ったり、入った事を薬剤耐性遺伝子を一緒に組み込んで確認したり、といった作業が必要になるのですが、こうした作業はフレッシュな頭の柔らかい研究者に任せてしまいます。
こうしてできあがったプラスミッドを大腸菌の中に入れてやります。手っ取り早いのは大腸菌とプラスミッドを混ぜてやり電圧をかけ大腸菌に穴をあけるエレクトロポレーションといった物騒な手段で大腸菌にプラスミッドを挿入し、大腸菌を培養すると培養液の中にα-アミラーゼが出てくる事になります。こんな事を遺伝子工学の世界では行っているのです。
辛気くさい仕事ですね。おっと失礼。遺伝子工学で生計を立てている皆さん頑張っていいものを作ってくださいね。

今日一日終われば、週末です頑張りましょう。
今日は制限酵素について少しまとめてみたいと思います。
制限酵素とはバイ菌がウィルスに襲われたとき防御する為分泌するウィルスの遺伝子を切ってしまう酵素です。５月27日のブログで大腸菌がバクテリオファージに襲われている写真を掲載しましたが、バイ菌も気分が悪くて「今日は余分な情報はいらねぇ〜よ」というときは酵素でバクテリオファージの頭の中に入っている遺伝情報を制限酵素で切ってしまいます。
制限酵素は分泌する細菌の属名と種名の頭文字を使って命名されます。有名な物としてはEscherichia coli（大腸菌）が生産するEco RI（エコーアールアイと読みます）があります。
制限酵素は遺伝子のATGCといった塩基の決まった配列の部分を切断しますので、遺伝子操作には無くてはならない物となっており、多くの制限酵素と断片部位が確認されています。制限酵素一覧表参照。
たとえば唾液の中の酵素を遺伝子操作で大腸菌に作らせようとする場合を考えてみましょう。
本来であれば、αーアミラーゼ（澱粉を分解する酵素）を分離精製して、アミノ酸配列をアミノ酸アナライザーで解読して遺伝子配列に読み直しといった作業が発生してきますが先人たちのお仕事ですでにαーアミラーゼの遺伝子は解読されています。
明日は、α-アミラーゼの遺伝子と遺伝子組み換えについて簡単に解説してみたいと思います。

私は古い微生物学しか学んでおらず、遺伝子をあつかったのもATGCといった塩基のうちG+Cが何％含まれているか程度の実験しかしていませんでした。
しかし最近では全染色体の遺伝子が解読された多くの微生物遺伝子情報がインターネット上に掲載されるようになりました。またコンピューターの進歩により、同一遺伝子を持っているかどうかを一瞬にしてサーチしてくれます。あるタンパク質を微生物に作らせようとすると、遺伝情報から全ゲノム配列が解明している微生物をパソコンでスクリーニングしてやれば良いのです。その遺伝子を発現させる手法もノウハウが蓄積されていますのでまさに遺伝子工学、遺伝子で物作りをする時代になっているのに驚かされます。

そろそろゴールデンウィークも終盤帰りのラッシュのピークが今日のようです。帰省されていた方はご苦労様でした。
２〜３年前だったでしょうか、鳥インフルエンザが流行しているときにシンガポールでマスクをしてトランジットした経験があります。
鳥インフルエンザはＨ５Ｎ１亜型のウィルスですが昨日の日経新聞にＨ５Ｎ１型で鳥よりも人に感染しやすい変異株がトルコで見つかっていることが新聞に掲載されていました、4000万人が死亡したスペイン風邪はＨ１Ｎ１亜型でした。鳥インフルエンザの時も飛行機に乗ってカナダでも鳥インフルエンザで死者が出ました。
数十万人の日本人が世界を飛行機で旅行して回るこのシーズンは、世界のウィルス相をかき乱す一大イベントかもしれませんね。

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インフルエンザ感染爆発―見えざる敵=ウイルスに挑む
デイビッド ゲッツ, David Getz, Peter McCarty, 西村 秀一, ピーター マッカーティー

インフルエンザ感染爆発を読みました。4000万人が亡くなったとされるスペイン風邪のお話です。スペイン風邪の発症状況と、スペイン風邪のウィルスを探す話ですが。本が出版された直後やっとスペイン風邪のウィルスの全RNAが解読されました。ここのところ鳥インフルエンザが猛威をふるっていますが、このトリインフルエンザがヒトからヒトに感染するようにシフトしたら感染爆発（パンデミック）が起こるのではないかといわれておりCDCなど世界の組織がモニタリングしていますが。タミフルのような抗ウィルス剤が備蓄できるのは先進国のわずかな国だけです。

Charles C. Binton Jr.の有名な大腸菌の接合の写真です。
細菌にはF因子と呼ばれる性別を決定する因子があり写真右の雄（F因子を持っている）から左の雌にF因子の受け渡しが行われています（雌が雄化します）。このときに雄の遺伝子情報が雌に遺伝子組み換えされることがあります。こうした遺伝子組み換え細菌も同様に食品を汚染させており、野菜などでは百万個もの細菌が付着していますので、組み換え体を昔からヒトは知らないうちに摂取しているのです。

消費者の私たちはあまり知識がありませんが、食品業界の方はGMO（遺伝子組み換え作物）という言葉に非常に神経をとがらせています。
食品の表示にも時々お豆腐などに大豆（遺伝子組み換えでない）といった表示が見受けられ組み替え食物が5％以下のものは遺伝子組み換えでないと判断されるようです。あとの５％はどうなのよ????といった声もありますが。
しかしこの遺伝子組み換えは自然界でも日常茶飯事のように起きています。
特に遺伝的に近いもの同士の間では、遺伝子の受け渡しが起こっています。
それは、接合、形質転換、形質導入などで微生物の間では昔から分っていた現象です。また作物に殺虫剤を使用しなくても虫に強い別の作物の遺伝子がアクロモバクターという植物に寄生する細菌によって簡単に移せることもよく知られています。
私たち消費者は、大脳辺縁域で本能的に怖いものには近づくなではなく、少し冷静になり、無農薬でできる遺伝子組み換え作物の安全性を勉強する必要があるのかなぁと考える今日この頃です。残留農薬の検査は非常に高く数十万円もします。ロットごとにこんな検査していては、食べ物が高くて購入できなくなってしまいます。それよりも無農薬の遺伝子組み換え作物の安全性を厚生労働省や農林水産省が研究して啓蒙すべきではないでしょうか・・・・・提案！　　　どうせもう皆知らず知らずのうちに食べてしまっているわけですから。

工学のための遺伝子工学
掘越 弘毅, 金沢 浩

古い本ですが遺伝子工学の基礎を勉強するために読んでいます。

遺伝子工学実験法
渋谷 正史, 横田 崇

遺伝子工学の基礎実験のために遺伝子工学実験法を購入します。