序 文 本 報 告 書 は 経 済 産 業 省 の 平 成 25 年 度 環 境 対 応 技 術 開 発 等 (バイオインダストリー 安 全 対 策 事 業 )を 一 般 財 団 法 人 バイオインダストリー 協 会 が 受 託 し バイオテクノロジーの 安 全 性 確 保 に 資 することを 目

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1 経 済 産 業 省 委 託 事 業 平 成 25 年 度 環 境 対 応 技 術 開 発 等 (バイオインダストリー 安 全 対 策 事 業 ) 報 告 書 平 成 26 年 3 月 27 日 一 般 財 団 法 人 バイオインダストリー 協 会

2 序 文 本 報 告 書 は 経 済 産 業 省 の 平 成 25 年 度 環 境 対 応 技 術 開 発 等 (バイオインダストリー 安 全 対 策 事 業 )を 一 般 財 団 法 人 バイオインダストリー 協 会 が 受 託 し バイオテクノロジーの 安 全 性 確 保 に 資 することを 目 的 として 関 係 分 野 の 専 門 家 で 構 成 される 第 一 種 使 用 等 における 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 評 価 手 法 調 査 検 討 委 員 会 及 び 生 物 多 様 性 関 連 の 遺 伝 子 組 換 え 技 術 に 係 る 国 際 交 渉 等 調 査 検 討 委 員 会 を 設 置 して 実 施 した 実 験 研 究 と 調 査 研 究 検 討 の 結 果 報 告 書 である 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 等 の 環 境 ( 第 一 種 等 ) 利 用 を 促 進 するために 必 要 な 安 全 性 評 価 に 適 切 な 手 法 の 検 討 を 行 う 中 で 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 を 遺 伝 子 解 析 やデータベース 解 析 等 に より その 病 原 性 と 毒 素 産 生 性 を 評 価 する 手 法 を 開 発 遺 伝 子 伝 搬 の 可 能 性 頻 度 について の 実 証 的 検 討 を 平 成 23 年 度 より 開 始 した 平 成 25 年 度 は 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 第 一 種 使 用 等 における 生 物 多 様 性 影 響 評 価 実 施 要 領 ( 平 成 15 年 告 示 ) に 従 って 評 価 に 対 する 考 え 手 法 等 について 基 準 を 整 理 すること をめざし 基 本 的 な 考 え 方 を 取 りまとめた 事 例 調 査 を 海 外 も 含 めて 広 く 展 開 し 米 国 イ ギリス デンマーク EU については 現 地 調 査 を 行 い 情 報 収 集 に 努 めた カルタヘナ 法 に 基 づく 第 一 種 使 用 等 ( 開 放 系 利 用 )の 審 査 を 受 ける 際 の 評 価 項 目 を 定 めた 本 実 施 要 領 では 微 生 物 の 評 価 項 目 として 病 原 性 毒 素 産 生 周 辺 の 生 物 への 影 響 等 が 掲 げられている さらに 導 入 遺 伝 子 の 生 産 物 の 評 価 等 の 項 目 を 加 え とくに 動 植 物 には 無 く 微 生 物 にもつ 固 有 の 課 題 である 種 の 多 様 性 遺 伝 子 伝 搬 については 本 年 度 の 重 要 な 論 議 の 対 象 とした 我 が 国 の 遺 伝 子 組 換 え 技 術 の 研 究 開 発 や 産 業 化 において 重 要 な 関 わりを 持 つ 環 境 リス ク 評 価 管 理 特 にその 評 価 方 法 を 規 定 する ガイダンス 文 書 の 作 成 についてカルタヘナ 議 定 書 締 約 国 会 議 (MOP) 等 で 議 論 されてきた 本 事 業 においても 専 門 家 や 産 業 界 と 連 携 し て 調 査 分 析 を 行 ってきたが 次 の MOP7 の 場 でガイダンスの 承 認 の 是 非 や 新 トピックスの 推 薦 などが 予 定 されその 準 備 が 必 要 である 遺 伝 子 組 換 え 技 術 の 進 展 とともに 新 学 問 新 技 術 としての 合 成 生 物 学 が 発 展 しているが 産 業 へのインパクトも 大 きく バイオセキュリティ 等 の 社 会 的 な 課 題 もあることから 広 く 注 目 を 集 めている また 本 技 術 が 生 物 多 様 性 を 含 む 環 境 に 対 して 想 定 外 の 影 響 を 及 ぼす 可 能 性 が 考 慮 され 生 物 多 様 性 締 約 国 会 議 (COP)や MOP 等 の 国 際 交 渉 の 場 で 議 題 として 取 り 上 げられることが 予 想 されている そこで 合 成 生 物 学 に 基 づき 作 成 される 微 生 物 に 関 しての 法 規 制 の 有 無 や 今 後 のあり 方 に 関 わる 国 際 会 議 (COP 等 )の 場 で 我 が 国 の 考 えを 適 正 に 反 映 させるため 国 内 外 の 動 向 調 査 分 析 を 行 なった 平 成 25 年 3 月 28 日 一 般 財 団 法 人 バイオインダストリー 協 会 i

3 H25 年 度 報 告 書 目 次 第 Ⅰ 編 第 一 種 使 用 等 における 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 評 価 手 法 の 検 討 1.H25 年 度 調 査 の 目 的 方 法 調 査 の 目 的 調 査 の 方 法 1 2. 第 一 種 使 用 等 における 実 例 検 討 及 び 将 来 展 望 2.1. 組 換 え 微 生 物 の 第 一 種 利 用 の 将 来 展 望 これまでの 調 査 における 評 価 手 法 の 論 点 との 相 違 点 想 定 される 安 全 性 評 価 の 判 断 基 準 に 関 する 課 題 8 3. 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 第 一 種 使 用 等 における 利 用 申 請 に 求 められる 基 本 資 料 3.1. 調 査 の 背 景 と 目 的 米 国 におけるバイオテクノロジーの 規 制 に 関 わる 枠 組 み 米 国 バイオテクノロジー 規 制 の 概 要 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 (GMM)の 規 制 の 概 要 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 (GMM)の 利 用 にあたっての 申 請 承 認 の 仕 組 み 物 理 的 封 じ 込 めの 基 準 (TierⅠexemption) MCAN におけるリスク 評 価 の 概 要 米 国 EPA での 面 談 記 録 欧 州 におけるバイオテクノロジーの 規 制 にかかわる 枠 組 み 欧 州 バイオテクノロジー 規 制 の 概 要 EU における 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 閉 鎖 系 使 用 に 関 する 規 制 の 概 要 EU における 遺 伝 子 組 み 換 え 生 物 の 意 図 的 環 境 放 出 に 関 する 規 制 の 概 要 英 国 におけるバイオテクノロジーの 規 制 にかかわる 枠 組 み 英 国 のバイオテクノロジー 規 制 の 概 要 英 国 における 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 閉 鎖 系 使 用 に 関 する 規 制 の 概 要 英 国 における 遺 伝 子 組 み 換 え 生 物 の 意 図 的 環 境 放 出 に 関 する 規 制 の 概 要 28 ii

4 英 国 HSE での 面 談 記 録 デンマークにおけるバイオテクノロジーの 規 制 にかかわる 枠 組 み デンマークのバイオテクノロジー 規 制 の 概 要 デンマークの 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 (GMM)の 閉 鎖 系 使 用 に 関 する 規 制 の 概 要 デンマーク 環 境 保 護 庁 Novo Zymes 社 との 面 談 記 録 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 環 境 影 響 評 価 の 海 外 の 事 例 調 査 主 要 国 の 環 境 リスク 評 価 に 関 する 要 求 事 項 英 国 における 環 境 リスク 評 価 の 事 例 検 討 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 第 一 種 使 用 等 における 安 全 性 評 価 手 法 の 検 討 4.1. 基 本 的 な 考 え 方 検 討 すべき 項 目 環 境 微 生 物 の 多 様 性 極 めて 多 様 な 環 境 微 生 物 群 微 生 物 の 増 殖 通 常 の 土 壌 環 境 への 餌 の 供 給 一 般 的 な 土 壌 環 境 への 餌 の 供 給 速 度 量 環 境 微 生 物 はなぜこれほど 多 様 なのか 環 境 中 基 質 濃 度 と 微 生 物 の 増 殖 速 度 導 入 遺 伝 子 の 水 平 伝 播 と 拡 散 導 入 微 生 物 の 生 残 性 環 境 微 生 物 の 多 様 性 と 安 全 性 評 価 微 生 物 における 遺 伝 子 伝 搬 についての 調 査 研 究 ~ 特 に 遺 伝 子 伝 搬 頻 度 について~ 背 景 と 目 的 方 法 結 果 考 察 63 iii

5 5. 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 第 一 種 使 用 における 生 物 多 様 性 影 響 評 価 の 基 本 的 な 考 え 方 5.1. 全 体 的 な 考 え 方 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 基 本 的 な 考 え 方 評 価 指 標 についての 考 え 方 評 価 方 法 についての 考 え 方 病 原 性 基 本 的 な 考 え 方 評 価 指 標 についての 考 え 方 評 価 方 法 についての 考 え 方 その 他 の 考 慮 すべき 点 有 害 物 質 の 産 生 性 基 本 的 な 考 え 方 評 価 指 標 についての 考 え 方 評 価 方 法 についての 考 え 方 核 酸 を 水 平 伝 達 する 性 質 基 本 的 な 考 え 方 評 価 指 標 についての 考 え 方 評 価 方 法 についての 考 え 方 その 他 の 考 慮 すべき 点 第 一 編 まとめ 資 料 1 想 定 される 安 全 性 評 価 の 判 断 基 準 に 関 する 課 題 抽 出 ( 議 事 録 要 約 より) 112 資 料 2 英 国 の GMM 閉 鎖 系 利 用 における 通 告 事 項 113 資 料 3 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 のリスク 評 価 の 様 式 115 資 料 4 各 国 の 影 響 評 価 の 基 準 121 iv

6 第 Ⅱ 編 生 物 多 様 性 関 連 の 遺 伝 子 組 換 え 技 術 の 国 際 交 渉 等 に 係 る 対 応 ~ 合 成 生 物 学 の 動 向 調 査 並 びに 環 境 リスク 評 価 管 理 フォーラム の 議 論 動 向 調 査 ~ 概 要 合 成 生 物 学 環 境 リスク 評 価 管 理 フォーラム に 関 する 動 向 調 査 1.1. 本 調 査 研 究 の 目 的 課 題 及 び 経 緯 本 調 査 研 究 の 目 的 と 課 題 背 景 経 緯 合 成 生 物 学 の 研 究 開 発 動 向 の 調 査 研 究 合 成 生 物 学 の 国 内 外 の 最 新 研 究 動 向 人 工 細 胞 の 研 究 開 発 動 向 企 業 視 点 での 遺 伝 子 組 み 換 え 技 術 と 合 成 生 物 学 合 成 生 物 学 の 社 会 的 影 響 に 関 する 調 査 研 究 合 成 生 物 学 の 社 会 的 影 響 評 価 バイオセキュリティへの 行 政 機 関 国 際 機 関 等 の 取 り 組 み 合 成 生 物 学 の 法 規 制 のあり 方 に 関 する 調 査 研 究 生 物 多 様 性 条 約 カルタヘナ 議 定 書 及 び 国 内 法 からみた 取 り 扱 い 生 物 兵 器 禁 止 条 約 からみた 取 り 扱 い 合 成 生 物 学 に 関 する 課 題 2.1. 合 成 生 物 学 の 検 討 すべき 課 題 の 整 理 目 的 合 成 生 物 学 に 関 する 課 題 の 要 点 整 理 合 成 生 物 学 に 関 する 議 論 経 過 ( 委 員 会 ) リスク 評 価 ガイダンス に 関 する Open-ended Online Forum の 現 状 MOP6 後 の Open-ended Online Forum の 概 況 テーマに 関 するオンライン 議 論 動 向 合 成 生 物 学 と 環 境 リスク 評 価 管 理 に 関 する 調 査 研 究 の 総 合 考 察 215 v

7 ( 参 考 資 料 ) 1. 生 物 の 多 様 性 の 保 全 及 び 持 続 可 能 な 利 用 に 関 する 新 たな 課 題 (JBA 仮 訳 ) 1.1. 合 成 生 物 学 的 手 法 に 由 来 する 構 成 要 素 生 物 及 び 生 産 物 が 生 物 の 多 様 性 の 保 全 及 び 持 続 可 能 な 利 用 に 及 ぼし 得 る 正 及 び 負 の 影 響 合 成 生 物 学 : 生 物 多 様 性 条 約 及 び 議 定 書 の 既 存 条 項 の 適 用 可 能 性 / 不 可 能 性 の 検 討 合 成 生 物 学 研 究 動 向 調 査 資 料 ( 合 成 生 物 学 関 連 データベース) 国 内 の 主 な 合 成 生 物 学 研 究 者 リスト 海 外 の 主 な 合 成 生 物 学 研 究 者 リスト 国 内 外 の 主 な 関 連 学 会 情 報 等 301 vi

8 第 Ⅰ 編 開 放 系 での 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 評 価 手 法 の 開 発 概 要 1) 背 景 経 緯 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 等 の 開 放 系 利 用 を 計 画 する 際 に 求 められる 信 頼 性 ある 安 全 性 評 価 手 法 の 開 発 を 目 標 とした 調 査 を 行 った カルタヘナ 法 施 行 から 10 年 我 が 国 の 特 徴 の 一 つとして 組 換 え 生 物 第 一 種 使 用 と 第 二 種 使 用 に 分 かれている 第 一 種 は 環 境 中 での 使 用 第 二 種 では 基 本 的 に 微 生 物 は 環 境 中 に 残 存 しないものと 定 義 されている 第 一 種 使 用 は 植 物 等 での 実 績 は 多 くあるが 産 業 利 用 の 微 生 物 に 関 して 承 認 実 績 はなく 経 産 省 ではこの 産 業 利 用 に 向 けて 検 討 して きた 本 年 度 は 最 終 年 度 のため 微 生 物 の 第 一 種 使 用 に 向 けた 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 評 価 手 法 をまとめる 2) 調 査 研 究 の 目 的 と 課 題 基 本 取 り 組 み 方 針 として 拡 散 を 制 御 する 措 置 を 行 なっている 製 造 事 業 所 内 での 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 等 の 利 用 を 想 定 した 評 価 手 法 の 取 りまとめに 向 けていく 本 年 度 は 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 等 に 関 する 環 境 影 響 評 価 に 着 目 し 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 第 一 種 使 用 等 における 生 物 多 様 性 影 響 評 価 実 施 要 領 ( 平 成 15 年 告 示 ) に 従 って 評 価 に 対 する 考 え 手 法 等 について 基 準 を 整 理 することをめざし 基 本 的 な 考 え 方 を 取 りまとめることとした また 開 放 系 での 組 換 え 微 生 物 の 利 用 の 事 例 調 査 を 海 外 も 含 めて 広 く 行 い とくに 申 請 に 必 要 な 書 類 や 検 討 項 目 について ネット 情 報 を 中 心 とした 書 誌 情 報 調 査 に 加 え 米 国 イギリス デンマーク EU について 現 地 調 査 を 行 い 情 報 収 集 に 努 める 我 が 国 における 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 第 一 種 利 用 等 を 計 画 した 際 の 安 全 性 評 価 の ために 検 討 すべき 実 施 項 目 について 論 議 し 課 題 を 明 確 にする 3) 調 査 結 果 の 概 要 多 様 性 影 響 評 価 書 の 記 載 項 目 ごとの 評 価 をかなえる 際 のハザード リスク 環 境 リス ク 評 価 におけるエンドポイントについての 定 義 とその 手 法 についての 論 議 を 行 った 組 換 え 微 生 物 の 場 合 何 を 評 価 エンドポイントにすればよいかが 重 要 であり カルタヘ ナ 法 では 告 示 に 示 された 環 境 評 価 項 目 (= 想 定 するハザードの 範 囲 )と 影 響 評 価 手 vii

9 順 (エンドポイントの 設 定 Consequences の 評 価 Likelihood の 評 価 )の 積 で 特 定 また は 選 定 された 野 生 動 植 物 等 の 種 または 個 体 群 の 維 持 に 支 障 を 及 ぼすおそれがあるか 否 かを 判 断 するがいずれも 動 植 物 を 想 定 しており 微 生 物 について 評 価 手 法 を 考 える 際 には 考 え 方 を 変 える 必 要 がる 事 が わかってきた そこで 組 換 え 微 生 物 を 想 定 して の 検 討 を 進 めた 1 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 安 全 性 評 価 手 法 の 調 査 これまで 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 第 一 種 使 用 等 による 生 物 多 様 性 影 響 評 価 実 施 要 領 ( 平 成 15 年 財 務 文 部 科 学 厚 生 労 働 農 林 水 産 経 済 産 業 環 境 省 告 示 第 2 号 )に 基 づく 生 物 多 様 性 影 響 評 価 書 を 作 成 する 際 に 必 要 な 評 価 項 目 評 価 方 法 をとりまとめるために 鉱 工 業 分 野 において 第 一 種 使 用 等 される 可 能 性 が 高 い 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 を 想 定 し 利 用 可 能 な 安 全 性 評 価 手 法 を 幅 広 く 調 査 してきた 具 体 的 には 想 定 される 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 を 遺 伝 子 解 析 やデータベース 解 析 等 により その 病 原 性 と 毒 素 産 生 性 を 評 価 す る 手 法 を 調 査 し 実 証 実 験 を 必 要 とする 項 目 については 課 題 抽 出 するなど 複 数 の 手 法 を 比 較 することにより 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 安 全 性 評 価 に 最 適 な 手 法 の 検 討 を 行 い 取 りまとめてきた 本 年 度 は わが 国 独 特 の 第 一 種 第 二 種 の 区 分 けをせずに 共 通 の 検 討 項 目 として 評 価 すべき 項 目 についての 調 査 検 討 を 行 なった 特 に 海 外 現 地 調 査 を 実 施 することによっ て この 区 分 けをせずに 評 価 する 方 法 についての 検 討 を 行 なった 2 野 生 微 生 物 への 影 響 評 価 手 法 の 調 査 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 が 環 境 中 の 野 生 微 生 物 へ 与 える 影 響 については 微 生 物 の 種 の 概 念 や 環 境 中 での 生 育 存 在 状 況 が 動 植 物 とは 大 きく 異 なることに 着 目 し 多 面 的 な 検 討 を 行 なった 特 に 遺 伝 子 の 水 平 伝 搬 や 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 については 科 学 的 な 見 地 から 多 くの 検 討 を 行 った 多 方 面 の 専 門 家 と 関 係 省 庁 をからのオブザーバーの 出 席 をお 願 いし 広 く 論 議 を 進 めた アメリカ カナダ オーストラリア EU 等 各 国 の 環 境 影 響 評 価 が 実 際 どのように 行 われ ているか web 上 から 調 べた 各 国 の 法 律 や 規 制 の 中 で 環 境 評 価 に 関 する 基 準 や 申 請 に あたって 要 求 される 項 目 を 抜 き 出 してまとめた これらの 各 国 の 事 例 を 参 考 に 日 本 の 評 価 を 検 討 した 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 については 他 国 では 見 当 たらない アメリカでは 核 酸 を 水 平 伝 達 する 性 質 が 課 題 だが 他 の 国 においては 伝 達 の 結 果 悪 影 響 を 及 ぼすことがあ viii

10 るかどうかが 重 要 視 される 国 によって 違 うことがうかがわれる 本 調 査 報 告 書 では 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 第 一 種 使 用 における 生 物 多 様 性 影 響 評 価 の 基 本 的 な 考 え 方 を 以 下 項 目 ごとに 試 案 として 取 りまとめ 今 後 の 検 討 についての 方 向 性 を 報 告 書 第 5 項 に 明 確 に 示 した 5.1. 全 体 的 な 考 え 方 5.2. 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 基 本 的 な 考 え 方 評 価 指 標 についての 考 え 方 5.3. 病 原 性 基 本 的 な 考 え 方 評 価 指 標 についての 考 え 方 評 価 方 法 についての 考 え 方 その 他 の 考 慮 すべき 点 5.4. 有 害 物 質 の 産 生 性 基 本 的 な 考 え 方 評 価 指 標 についての 考 え 方 評 価 方 法 についての 考 え 方 5.5. 核 酸 を 水 平 伝 達 する 性 質 基 本 的 な 考 え 方 評 価 指 標 についての 考 え 方 評 価 方 法 についての 考 え 方 その 他 の 考 慮 すべき 点 ix

11 表 1. 第 一 種 等 の 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 利 活 用 の 評 価 手 法 の 開 発 調 査 検 討 委 員 会 氏 名 所 属 委 員 長 福 田 雅 夫 長 岡 技 術 科 学 大 学 工 学 部 生 物 系 教 授 副 委 員 長 矢 木 修 身 中 央 大 学 大 学 院 理 工 学 研 究 科 客 員 教 授 中 村 和 憲 ( 独 ) 産 業 技 術 総 合 研 究 所 バイオメディカル 研 究 部 門 研 究 顧 問 江 崎 孝 行 岐 阜 大 学 大 学 院 医 学 系 研 究 科 再 生 分 子 統 御 学 講 座 教 授 委 員 野 尻 秀 昭 珠 坪 一 晃 藤 田 信 之 伊 藤 元 己 東 京 大 学 生 物 生 産 工 学 研 究 センター 教 授 ( 独 ) 国 立 環 境 研 究 所 地 域 環 境 研 究 センター 地 域 環 境 技 術 システム 研 究 室 室 長 ( 独 ) 製 品 評 価 技 術 基 盤 機 構 バイオテクノロジーセンター 上 席 参 事 官 (バイオ 安 全 技 術 担 当 ) 東 京 大 学 大 学 院 総 合 文 化 研 究 科 教 授 田 村 道 宏 経 済 産 業 省 製 造 産 業 局 生 物 化 学 産 業 課 事 業 環 境 整 備 室 長 METI 谷 浩 経 済 産 業 省 製 造 産 業 局 生 物 化 学 産 業 課 事 業 環 境 整 備 室 課 長 補 佐 中 澤 秀 和 経 済 産 業 省 製 造 産 業 局 生 物 化 学 産 業 課 審 査 一 係 長 JBA 穴 澤 秀 治 清 水 栄 厚 不 藤 亮 介 矢 田 美 恵 子 林 ルミ 子 ( 一 財 )バイオインダストリー 協 会 先 端 技 術 開 発 部 長 ( 一 財 )バイオインダストリー 協 会 企 画 部 長 ( 一 財 )バイオインダストリー 協 会 企 画 部 部 長 ( 一 財 )バイオインダストリー 協 会 先 端 技 術 開 発 部 課 長 ( 一 財 )バイオインダスリー 協 会 x

12 第 Ⅱ 編 生 物 多 様 性 関 連 の 遺 伝 子 組 換 え 技 術 の 国 際 交 渉 等 に 係 る 対 応 ~ 合 成 生 物 学 の 動 向 調 査 並 びに 環 境 リスク 評 価 管 理 フォーラム の 議 論 動 向 調 査 ~ 概 要 1) 背 景 経 緯 我 が 国 の 遺 伝 子 組 換 え 技 術 の 研 究 開 発 や 産 業 化 において 重 要 な 関 わりを 持 つ 環 境 リス ク 評 価 管 理 特 にその 評 価 方 法 を 規 定 する ガイダンス 文 書 の 作 成 についてカルタヘナ 議 定 書 締 約 国 会 議 (MOP) 等 で 議 論 されてきた 本 事 業 においても 専 門 家 や 産 業 界 と 連 携 し て 調 査 分 析 を 行 ってきたが 次 の MOP7 の 場 でガイダンスの 承 認 の 是 非 や 新 トピックスの 推 薦 などが 議 論 されることが 決 まっている また 遺 伝 子 組 換 え 技 術 の 進 展 とともに 新 学 問 新 技 術 としての 合 成 生 物 学 が 発 展 してい るが 本 技 術 は 産 業 へのインパクトも 大 きく バイオセキュリティ 等 の 社 会 的 な 課 題 もあること から 科 学 者 のみならず 社 会 科 学 者 や 行 政 機 関 からも 注 目 を 集 めている また 本 技 術 が 生 物 多 様 性 を 含 む 環 境 に 対 して 想 定 外 の 影 響 を 及 ぼす 可 能 性 が 考 慮 され 生 物 多 様 性 締 約 国 会 議 (COP)や MOP 等 の 国 際 交 渉 の 場 で 議 題 として 取 り 上 げられることが 予 想 されている 2) 調 査 研 究 の 目 的 と 課 題 以 上 の 状 況 において 合 成 生 物 学 に 基 づき 作 成 される 微 生 物 に 関 しての 法 規 制 の 有 無 や 今 後 のあり 方 に 関 わる 国 際 会 議 (COP 等 )の 場 で 我 が 国 の 考 えを 適 正 に 反 映 させるため 国 内 外 の 動 向 調 査 分 析 を 行 う 合 成 生 物 学 の 国 内 外 の 学 会 調 査 研 究 者 へのヒアリングによる 調 査 を 行 う 必 要 に 応 じて 専 門 家 のセミナー 等 も 開 催 する また 国 内 外 の 合 成 生 物 学 の 研 究 者 の 検 索 調 査 を 行 い 研 究 者 ( 研 究 室 )リストを 作 成 する 合 成 生 物 学 の 多 様 な 技 術 領 域 を 考 慮 した 上 で その 領 域 ごとで 今 後 検 討 すべき 課 題 を 抽 出 し 分 析 取 りまとめを 行 う MOP7 へ 向 けて ガイダンスに 関 する online forum が 継 続 して 実 施 されている その 議 論 動 向 の 把 握 に 努 め 我 が 国 の 対 処 方 針 等 につき 専 門 家 と 協 同 で 適 宜 適 切 に 意 見 表 明 を 行 う xi

13 3) 調 査 結 果 の 概 要 1. 合 成 生 物 学 の 研 究 開 発 動 向 の 調 査 研 究 1 合 成 生 物 学 の 最 近 の 研 究 動 向 ( 遺 伝 ネットワークのデザインや 人 工 細 胞 及 び 哺 乳 動 物 細 胞 を 用 いた 合 成 生 物 学 等 )について 国 内 外 の 学 会 参 加 や 研 究 室 訪 問 を 通 して 情 報 収 集 した また 企 業 側 からみた 合 成 生 物 学 への 期 待 と 課 題 についてレビューを 行 った( 報 告 書 項 ) 2 研 究 動 向 調 査 の 一 環 として 主 として 国 内 で 合 成 生 物 学 を 研 究 テーマに 掲 げている 研 究 者 ( 研 究 室 )に 関 する 情 報 について 調 査 分 析 を 行 いリストを 作 成 した また 合 成 生 物 学 に 関 する 国 内 外 の 主 な 学 会 等 の 情 報 (URL)を 収 集 した( 参 考 資 料 -3) 2. 合 成 生 物 学 の 社 会 的 影 響 に 関 する 調 査 研 究 合 成 生 物 学 の 社 会 的 な 影 響 ( 経 済 産 業 へのインパクト バイオセキュリティ 知 財 倫 理 問 題 )と 各 国 行 政 機 関 の 動 向 について 専 門 家 に 調 査 レビューを 依 頼 した 今 後 もこれらに 関 して 継 続 的 に 調 査 をする 必 要 がある( 報 告 書 -1.3 項 ) 3. 合 成 生 物 学 の 法 規 制 に 関 する 調 査 研 究 合 成 生 物 学 について 生 物 多 様 性 条 約 カルタヘナ 議 定 書 及 び 国 内 担 保 法 において 今 後 想 定 される 課 題 について 検 討 を 加 えた( 報 告 書 -1.4 項 ) 4. 合 成 生 物 学 の 今 後 検 討 すべき 課 題 に 関 する 議 論 合 成 生 物 学 に 関 する 今 後 の 国 際 交 渉 への 備 えとして 本 委 員 会 で 上 記 1~3の 調 査 結 果 も 踏 まえた 上 で 合 成 生 物 学 の 抱 える 課 題 について 議 論 した( 委 員 会 3 回 開 催 ) 議 論 ポイン トを 明 確 にするために 合 成 生 物 学 の 技 術 領 域 を6つに 分 け 其 々バイオセーフティ 法 規 制 バイオセキュリティ 等 の 各 側 面 につき 検 討 を 行 い 今 後 我 が 国 として 考 慮 すべき 課 題 を 整 理 してとりまとめを 行 った カルタヘナ 法 との 関 連 では 人 工 細 胞 等 を 除 きほとんどの 技 術 要 素 につき 現 行 のカルタヘナ 法 の 対 象 であり 対 処 可 能 と 考 えられた( 報 告 書 -2.1 項 ) xii

14 5.リスク 評 価 オンラインフォーラム 等 を 通 じての 国 際 議 論 への 参 加 と 動 向 調 査 1 環 境 リスク 評 価 ガイダンスの 有 効 性 テスト 2ガイダンスとトレーニングマニュアルの 統 合 パッケージの 作 成 3 新 トピックスのガイダンス 作 成 の 進 め 方 の 検 討 についてのオンライ ンフォーラム 議 論 (8 回 )に 参 加 し 動 向 把 握 と 適 宜 意 見 発 信 を 行 った xiii

15 表 2. 生 物 多 様 性 関 連 の 遺 伝 子 組 換 え 技 術 に 係 る 国 際 交 渉 等 調 査 検 討 委 員 会 氏 名 所 属 委 員 長 吉 倉 廣 臼 田 佳 弘 木 賀 大 介 須 藤 学 厚 生 労 働 省 医 薬 食 品 局 食 品 安 全 部 企 画 情 報 課 国 立 感 染 症 研 究 所 名 誉 所 員 味 の 素 ( 株 ) バイオ ファイン 研 究 所 部 長 東 京 工 業 大 学 大 学 院 総 合 理 工 学 研 究 科 准 教 授 ( 独 ) 製 品 評 価 技 術 基 盤 機 構 バイオテクノロジーセンター 情 報 解 析 課 安 全 審 査 室 室 長 委 員 野 田 尚 宏 藤 田 信 之 松 井 一 彰 ( 独 ) 産 業 技 術 総 合 研 究 所 バイオメディカル 研 究 部 門 バイオメジャーグループ 主 任 研 究 員 ( 独 ) 製 品 評 価 技 術 基 盤 機 構 バイオテクノロジーセンター 情 報 解 析 担 当 上 席 参 事 官 近 畿 大 学 理 工 学 部 社 会 環 境 工 学 科 准 教 授 山 川 隆 東 京 大 学 大 学 院 農 学 生 命 科 学 研 究 科 教 授 METI 田 村 道 宏 谷 浩 経 済 産 業 省 製 造 産 業 局 生 物 化 学 産 業 課 事 業 環 境 整 備 室 長 経 済 産 業 省 製 造 産 業 局 生 物 化 学 産 業 課 事 業 環 境 整 備 室 課 長 補 佐 中 澤 秀 和 経 済 産 業 省 製 造 産 業 局 生 物 化 学 産 業 課 審 査 一 係 長 JBA 穴 澤 秀 治 清 水 栄 厚 不 藤 亮 介 矢 田 美 恵 子 林 ルミ 子 ( 一 財 )バイオインダストリー 協 会 先 端 技 術 開 発 部 長 ( 一 財 )バイオインダストリー 協 会 企 画 部 長 ( 一 財 )バイオインダストリー 協 会 企 画 部 部 長 ( 一 財 )バイオインダストリー 協 会 先 端 技 術 開 発 部 課 長 ( 一 財 )バイオインダスリー 協 会 xiv

16 第 Ⅰ 編 第 一 種 使 用 等 における 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 評 価 手 法 の 検 討 1.H25 年 度 調 査 の 目 的 方 法 1.1. 調 査 の 目 的 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 使 用 等 の 規 制 による 生 物 の 多 様 性 の 確 保 に 関 する 法 律 ( 以 下 カルタヘナ 法 という )に 基 づく 第 一 種 使 用 等 ( 開 放 系 利 用 )の 審 査 を 受 ける 際 の 評 価 項 目 を 定 めた 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 第 一 種 使 用 等 による 生 物 多 様 性 影 響 評 価 実 施 要 領 では 微 生 物 の 評 価 項 目 として 病 原 性 毒 素 産 生 周 辺 の 生 物 への 影 響 等 が 掲 げられてい る 農 業 医 療 分 野 では 遺 伝 子 組 換 え 技 術 の 第 一 種 利 用 の 実 績 がわが 国 でも 蓄 積 してい るが 鉱 工 業 分 野 では 第 二 種 の 利 用 では 多 くの 利 用 がなされているが 第 一 種 等 での 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 利 用 実 績 がない その 理 由 として 動 植 物 とは 異 なり 微 生 物 に 特 徴 的 な 自 然 界 環 境 における 種 の 多 様 性 や 遺 伝 子 の 伝 搬 病 原 性 などにおいて 科 学 的 で 信 頼 性 のある 評 価 手 法 が 確 立 していないことがある 一 方 で 近 年 の 燃 料 を 含 む 炭 素 素 材 の 原 材 料 を 化 石 資 源 から 植 物 資 源 へ 転 換 するとい う 社 会 的 要 請 があり それに 応 えるバイオテクノロジーの 急 速 な 発 達 が 進 んでいる 中 で 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 第 一 種 使 用 の 申 請 が 想 定 されることから 早 急 に 標 準 となる 安 全 性 評 価 手 法 を 確 立 しておく 必 要 がある 以 上 の 状 況 に 対 応 するため 遺 伝 子 組 換 え 生 物 の 安 全 利 用 に 関 する 規 制 である カルタ ヘナ 法 の 第 一 種 使 用 等 における 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 適 切 な 運 用 に 必 要 な 評 価 手 法 を 確 立 するとともに 環 境 影 響 評 価 書 をまとめる 上 で 基 礎 となる 評 価 項 目 評 価 手 法 をまとめ る また カルタヘナ 議 定 書 締 結 国 会 議 において 今 後 議 論 予 定 のリスク 評 価 管 理 手 法 に 関 する 技 術 的 分 析 等 を 実 施 する これにより 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 安 全 かつ 適 切 な 利 用 を 確 保 し 我 が 国 バイオ 産 業 の 健 全 な 発 展 を 促 進 させることを 目 的 とする 1.2. 調 査 の 方 法 遺 伝 子 組 換 え 生 物 の 安 全 利 用 に 関 する 規 則 である カルタヘナ 法 の 適 切 な 運 用 に 必 要 な 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 第 一 種 使 用 等 における 評 価 手 法 を 調 査 検 討 し とりまとめる 1 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 安 全 性 評 価 手 法 の 調 査 これまで 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 第 一 種 使 用 等 による 生 物 多 様 性 影 響 評 価 実 施 要 領 ( 平 成 15 年 財 務 文 部 科 学 厚 生 労 働 農 林 水 産 経 済 産 業 環 境 省 告 示 第 2 号 )に 基 づく 生 物 多 様 性 影 響 評 価 書 を 作 成 する 際 に 必 要 な 評 価 項 目 評 価 方 法 をとりまとめるために 鉱 工 1

17 業 分 野 において 第 一 種 使 用 等 される 可 能 性 が 高 い 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 を 想 定 し 利 用 可 能 な 安 全 性 評 価 手 法 を 幅 広 く 調 査 してきた 具 体 的 には 想 定 される 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 を 遺 伝 子 解 析 やデータベース 解 析 等 により その 病 原 性 と 毒 素 産 生 性 を 評 価 する 手 法 を 調 査 し 実 証 実 験 を 必 要 とする 項 目 については 課 題 抽 出 するなど 複 数 の 手 法 を 比 較 すること により 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 安 全 性 評 価 に 最 適 な 手 法 の 検 討 を 行 い 取 りまとめてきた 本 年 度 は わが 国 独 特 の 第 一 種 第 二 種 の 区 分 けをせずに 共 通 の 検 討 項 目 として 評 価 すべき 項 目 についての 調 査 検 討 を 行 う 特 に 海 外 現 地 調 査 を 実 施 することによって この 区 分 けをせずに 評 価 する 方 法 についての 検 討 を 行 う 2 野 生 微 生 物 への 影 響 評 価 手 法 の 調 査 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 が 環 境 中 の 野 生 微 生 物 へ 与 える 影 響 については 微 生 物 の 種 の 概 念 や 環 境 中 での 生 育 存 在 状 況 が 動 植 物 とは 大 きく 異 なることに 着 目 し 多 面 的 な 検 討 を 行 う 特 に 遺 伝 子 の 水 平 伝 搬 や 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 については 科 学 的 な 見 地 か ら 多 くの 検 討 を 行 う 必 要 がある 多 方 面 の 専 門 家 と 関 係 省 庁 をからのオブザーバーの 出 席 をお 願 いし 広 く 論 議 を 進 める 2

18 2. 第 一 種 使 用 等 における 実 例 検 討 及 び 将 来 展 望 2.1. 組 換 え 微 生 物 の 第 一 種 利 用 の 将 来 展 望 遺 伝 子 組 換 え 技 術 の 産 業 利 用 について これまで 経 済 産 業 省 へ 届 けられたものは 平 成 25 年 8 月 末 時 点 で 1,575 件 に 達 するがいずれも 第 二 種 利 用 である ( 表 2.1) 一 方 他 省 庁 では 第 一 種 利 用 が 261 件 の 承 認 案 件 に 上 り 広 く 活 用 されつつある また これまでの 第 一 種 利 用 の 想 定 事 例 としていたバイオレメディエーションに 限 らず 藻 類 の 大 量 培 養 など 産 業 利 用 に 面 でも 第 一 種 利 用 の 可 能 性 が 広 がってきており 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 拡 散 防 止 措 置 を 講 じない 利 用 である 第 一 種 使 用 等 に 関 するリスク 評 価 の 基 準 を 検 討 し 早 急 に 取 りまとめる 必 要 性 が 高 まってきている 表 2.1. 経 済 産 業 省 における 第 二 種 使 用 の 大 臣 確 認 申 請 件 数 経 産 省 への 第 二 種 使 用 申 請 の 累 計 は1575 件 ( 平 成 25 年 8 月 末 ) 表 2.2. 他 省 庁 におけるカルタヘナ 法 に 基 づく 用 途 別 第 一 種 使 用 規 定 の 承 認 状 況 (H25 年 8 月 末 ) 主 務 大 臣 環 境 大 臣 農 林 水 産 大 臣 農 作 物 の 食 用 飼 料 用 切 り 花 の 用 に 供 するための 使 用 栽 培 等 に 係 る 第 一 種 使 規 定 の 承 認 122 農 作 物 等 の 隔 離 ほ 場 での 栽 培 に 係 る 第 一 種 使 用 規 定 の 承 認 83 動 物 用 医 薬 品 に 係 る 第 一 種 使 用 規 定 の 承 認 2 環 境 大 臣 文 部 科 学 大 臣 環 境 大 臣 厚 生 労 働 大 臣 小 計 207 研 究 開 発 に 係 る 第 一 種 使 用 規 定 の 承 認 30 遺 伝 子 治 療 に 係 る 第 一 種 使 用 規 定 の 承 認 24 合 計 261 資 料 : 環 境 省 資 料 を 基 に 経 済 産 業 省 作 成 注 ) 隔 離 ほ 場 とは 遺 伝 子 組 換 え 農 作 物 がほ 場 外 に 持 ち 出 されることを 防 ぐための 設 備 を 有 し 管 理 が 実 施 される ほ 場 3

19 表 2.3.カルタヘナ 法 における 第 一 種 使 用 第 二 種 使 用 のポイント 第 一 種 使 用 のポイント 定 義 : 拡 散 防 止 措 置 を 取 らずに 行 う 使 用 主 務 大 臣 : 環 境 経 産 含 む 分 野 所 管 大 臣 承 認 対 象 : 第 一 種 使 用 に 関 する 規 定 承 認 基 準 : 野 生 動 植 物 の 種 または 個 体 群 の 維 持 に 支 障 を 及 ぼす 影 響 その 他 の 生 物 多 様 性 影 響 が 生 ずる 恐 れが 無 いと 認 めるとき 事 業 者 等 の 事 故 時 の 対 応 : 第 二 種 使 用 のポイント 定 義 : 施 設 等 の 外 への 拡 散 を 防 止 する 意 図 をもって 行 う 措 置 による 使 用 等 であり 省 令 で 定 める 措 置 を 執 って 行 うもの 主 務 大 臣 : 経 産 含 む 分 野 所 管 大 臣 確 認 対 象 : 拡 散 防 止 措 置 拡 散 防 止 措 置 の 定 義 : 施 設 等 の 外 の 大 気 水 または 土 壌 中 に 拡 散 することを 防 止 するために 執 る 措 置 生 物 多 様 性 の 影 響 が 生 じる 恐 れのある 時 事 業 者 等 の 事 故 時 の 対 応 : 図 2.1.カルタヘナ 直 ちに 応 急 の 処 置 を 法 執 における る 第 一 種 使 用 審 査 のポイント 直 ちに 応 急 の 措 置 を 執 る 環 境 省 と 分 野 所 管 省 庁 との 共 同 審 査 であり それぞれの 委 員 が 審 議 会 に 参 加 する 4

20 2.2.これまでの 調 査 における 評 価 手 法 の 論 点 との 相 違 点 本 調 査 事 業 ではこれまで 主 に 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 等 を 意 図 的 に 一 定 規 模 で 環 境 に 導 入 する 場 合 を 想 定 したデータ 収 集 検 討 を 行 ってきた しかし 本 年 度 は 拡 散 を 制 御 する 措 置 を 行 っている 製 造 事 業 所 内 での 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 等 の 利 用 のうち 第 一 種 使 用 に 相 当 する 利 活 用 における 安 全 性 評 価 手 法 についての 取 りまとめに 向 けた 検 討 を 行 ってい く 本 年 度 は 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 等 に 関 する 環 境 影 響 評 価 に 着 目 し 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 第 一 種 使 用 等 における 生 物 多 様 性 影 響 評 価 実 施 要 領 ( 平 成 15 年 告 示 ) に 従 って 評 価 に 対 する 考 え 手 法 等 について 基 準 ( 基 本 的 な 考 え 方 )を 整 理 することを 目 指 す その 後 上 記 基 準 ( 基 本 的 な 考 え 方 )に 沿 って 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 等 と 環 境 との 接 触 を 制 限 する 措 置 と 生 物 多 様 性 との 関 連 その 評 価 等 に 関 する 手 法 について 製 造 事 業 者 等 の 協 力 を 得 ながら 具 体 的 に 検 討 を 行 っていく 予 定 である 平 成 15 年 財 厚 農 経 環 告 示 2 号 にある 第 1 種 使 用 等 評 価 項 目 : 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 第 一 種 使 用 等 による 生 物 多 様 性 影 響 評 価 実 施 要 領 と 平 成 16 年 財 厚 農 経 環 省 令 第 1 号 にある 第 2 種 使 用 等 評 価 項 目 : 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 第 二 種 使 用 等 のうち 産 業 上 の 使 用 等 に 当 たって 取 るべき 拡 散 防 止 措 置 等 を 定 める 省 令 の 比 較 において 第 二 種 使 用 には なく 第 一 種 使 用 の 場 合 のみに 評 価 すべき 項 目 として 下 記 があげられる 組 換 え 微 生 物 等 基 本 的 特 性 等 5 項 目 措 置 情 報 収 集 等 4 項 目 環 境 影 響 評 価 書 5 項 目 その 中 で 特 に 組 換 え 微 生 物 第 1 種 使 用 生 物 多 様 性 影 響 評 価 に 関 する 評 価 項 目 で ある 下 記 が 事 業 での 中 心 的 な 論 議 となった 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 病 原 性 有 害 物 質 の 産 生 性 核 酸 を 水 平 伝 達 する 性 質 その 他 ( 間 接 的 な 影 響 等 ) 5

21 表 2.4. 第 二 種 使 用 大 臣 確 認 にける 評 価 項 目 と 第 一 種 使 用 大 臣 承 認 における 評 価 項 目 の 比 較 第 二 種 使 用 大 臣 確 認 における 評 価 項 目 と 第 一 種 使 用 大 臣 承 認 における 評 価 項 目 の 比 較 第 二 種 使 用 評 価 項 目 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 等 の 特 性 宿 主 又 は 宿 主 の 属 する 分 類 学 上 の 種 分 類 学 上 の 位 置 及 び 自 然 環 境 における 分 布 状 況 使 用 等 の 歴 史 及 び 現 状 繁 殖 又 は 増 殖 の 様 式 病 原 性 その 他 の 情 報 第 一 種 使 用 評 価 項 目 宿 主 又 は 宿 主 の 属 する 分 類 学 上 の 種 に 関 する 情 報 宿 主 分 類 学 上 の 位 置 及 び 自 然 環 境 における 分 布 状 況 又 は使 用 等 の 歴 史 及 び 現 状 宿 基 本 的 特 性 主 の 生 息 又 は 生 育 可 能 な 環 境 の 条 件 属 生 理 学 的 及 捕 食 性 又 は 寄 生 性 す び 生 態 学 的 繁 殖 又 は 増 殖 の 様 式 る 分 特 性 病 原 性 類 有 害 物 質 の 産 生 性 学 上 その 他 の 情 報 供 与 核 酸 ベクター 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 構 成 及 び 構 成 要 素 の 由 来 構 成 要 素 の 機 能 名 称 及 び 由 来 特 性 調 整 方 法 細 胞 内 に 移 入 した 核 酸 の 存 在 状 態 及 び 発 現 の 安 定 性 宿 主 又 は 宿 主 の 属 する 分 類 学 上 の 種 との 相 違 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 調 整 等 に 関 する 情 報 構 成 及 び 構 成 要 素 の 由 来 供 与 核 酸 に 遺 関 する 情 報 伝 構 成 要 素 の 機 能 子 組 名 称 及 び 由 来 ベクターに 換 関 する 情 報 え 特 性 生 物 宿 主 内 に 移 入 された 核 酸 全 体 の 構 成 等 の遺 伝 子 組 換 宿 主 内 に 移 入 された 核 酸 の 移 入 方 法 調 え 生 物 等 の 整 調 整 方 法 等 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 育 成 の 経 過 に 関 細 胞 内 に 移 入 した 核 酸 の 存 在 状 態 及 び 当 該 核 酸 による 形 質 発 す現 の 安 定 性 る 情 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 検 出 及 び 識 別 の 方 法 並 びにそれらの 感 報 度 及 び 信 頼 性 宿 主 又 は 宿 主 の 属 する 分 類 学 上 の 種 との 相 違 拡 散 防 止 措 置 使 用 区 分 作 業 区 域 の 位 置 配 置 設 備 構 造 生 産 工 程 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 使 用 遺 使 用 等 の 内 容 伝 使 用 等 の 方 法 子 組 承 認 を 受 けようとする 者 による 第 一 種 利 用 等 の 開 始 後 における 換 情 報 収 集 の 方 法 え 生 物 多 様 性 影 響 が 生 ずるおそれのある 場 合 における 生 物 多 様 物 性 影 響 を 防 止 するための 措 置 等 実 験 室 等 での 使 用 等 又 は 第 一 種 使 用 等 が 予 定 されている 環 境 と の 類 似 の 環 境 での 使 用 等 の 結 果 使 用 国 外 における 使 用 等 に 関 する 情 報 注 ) 下 線 は 第 2 種 使 用 にない 評 価 項 目 6

22 表 2.4.つづき 第 二 種 使 用 大 臣 確 認 にける 評 価 項 目 と 第 一 種 使 用 大 臣 承 認 における 評 価 項 目 の 比 較 第 二 種 使 用 大 臣 確 認 における 評 価 項 目 と 第 一 種 使 用 大 臣 承 認 における 評 価 項 目 の 比 較 ( 続 き) 第 二 種 使 用 評 価 項 目 第 一 種 使 用 評 価 項 目 環 境 影 響 評 価 書 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 他 影 響 を 受 ける 可 能 性 のある 野 生 動 植 物 等 の 特 定 の 微 影 響 の 具 体 的 内 容 の 評 価 生 物 影 響 の 生 じやすさの 評 価 を 生 物 多 様 性 影 響 が 生 ずるおそれのある 有 無 等 の 判 断 減 病 原 性 影 響 を 受 ける 可 能 性 のある 野 生 動 植 物 等 の 特 定 病 影 響 の 具 体 的 内 容 の 評 価 原 性 影 響 の 生 じやすさの 評 価 生 物 多 様 性 影 響 が 生 ずるおそれのある 有 無 等 の 判 断 有 害 物 質 の 産 生 性 有 影 響 を 受 ける 可 能 性 のある 野 生 動 植 物 等 の 特 定 害 物 影 響 の 具 体 的 内 容 の 評 価 質 の影 響 の 生 じやすさの 評 価 産 生 物 多 様 性 影 響 が 生 ずるおそれのある 有 無 等 の 判 断 核 酸 を 水 平 伝 達 する 性 質 核 影 響 を 受 ける 可 能 性 のある 野 生 動 植 物 等 の 特 定 酸 を影 響 の 具 体 的 内 容 の 評 価 水 平 影 響 の 生 じやすさの 評 価 伝 達 生 物 多 様 性 影 響 が 生 ずるおそれのある 有 無 等 の 判 断 その 他 の 性 質 そ影 響 を 受 ける 可 能 性 のある 野 生 動 植 物 等 の 特 定 の 他 影 響 の 具 体 的 内 容 の 評 価 の 影 響 の 生 じやすさの 評 価 性 質 生 物 多 様 性 影 響 が 生 ずるおそれのある 有 無 等 の 判 断 注 ) 下 線 は 第 2 種 使 用 にない 評 価 項 目 7

23 2.3. 想 定 される 安 全 性 評 価 の 判 断 基 準 に 関 する 課 題 添 付 資 料 MM にこれまでの 委 員 会 4 回 ワークングループ 会 議 2 回 での 論 議 を 議 事 メ モとして 添 付 する その 中 で 再 三 論 議 されてきた 想 定 される 安 全 性 評 価 の 判 断 基 準 に 関 する 課 題 について 下 記 にまとめる これらの 課 題 は 今 後 とも 継 続 して 論 議 されるべきものである 他 の 生 物 への 影 響 ( 生 態 系 への 影 響 ) 微 生 物 叢 は 自 然 界 ではきわめて 多 様 で 変 動 も 激 しく 動 植 物 とは 同 一 に 取 り 扱 えない 種 の 区 分 が 動 植 物 と 異 なり 微 生 物 においては 遺 伝 子 の 種 間 の 移 動 は 自 然 界 では 広 く 起 こり それを 抑 えることは 困 難 との 認 識 が 必 要 微 生 物 叢 は 気 候 等 の 影 響 を 受 けて 変 動 している どの 時 点 からの 変 化 を 見 るのか 組 換 え 微 生 物 の 宿 主 菌 との 比 較 によって 影 響 を 評 価 する 百 万 分 の1へ 頻 度 菌 数 の 減 少 をもって 安 全 性 評 価 とする 宿 主 細 胞 の 病 原 性 ゲノム 配 列 により 病 原 因 子 を 検 証 日 和 見 感 染 性 は 補 体 に 対 する 感 受 性 を 検 証 する 学 会 の 意 見 を 参 照 すべき 導 入 遺 伝 子 の 有 害 性 アレルゲン 評 価 は アミノ 酸 配 列 データベースで 評 価 生 合 成 経 路 の 改 変 生 合 成 経 路 の 改 変 による 想 定 外 の 有 害 物 質 の 出 現 リスクをどう 評 価 するか 最 新 の 科 学 的 な 知 見 をもとに 推 定 検 証 する 植 物 では 組 換 え 体 全 体 を 土 壌 にすき 込 み レタスの 種 子 の 発 芽 能 で 検 証 薬 剤 耐 性 遺 伝 子 の 遺 伝 子 マーカーとしての 利 用 リスクの 低 いマーカー 遺 伝 子 と 使 うべきでないマーカー 遺 伝 子 を 区 別 する 遺 伝 子 の 水 平 伝 播 は 微 生 物 では 広 く 起 こっている 遺 伝 子 導 入 をプラスミッドベクターよりも 染 色 体 への 挿 入 タイプを 推 奨 するか 遺 伝 子 の 取 り 込 み 伝 播 は 微 生 物 間 だけではなく 自 然 界 では 裸 の DNA でも 起 こるため 抑 えきることは 不 可 能 である 広 く 安 全 と 認 識 される 宿 主 細 胞 を 取 りかかりとして 承 認 審 査 を 進 め 対 象 を 順 次 広 げてい く 8

24 3. 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 第 一 種 使 用 等 における 利 用 申 請 に 求 められる 基 本 資 料 3.1. 調 査 の 背 景 と 目 的 環 境 中 での 遺 伝 子 組 み 換 え 微 生 物 (LMM)の 利 用 は 汚 染 環 境 の 浄 化 廃 水 処 理 や 微 生 物 農 薬 による 食 糧 増 産 解 放 池 での 藻 類 培 養 による 燃 料 生 産 等 を 目 指 して 国 内 外 で 研 究 開 発 がすすめられ 近 い 将 来 の 実 用 化 が 期 待 されている また 化 学 製 品 化 学 原 料 を 発 酵 タンクによる 生 産 が 広 く 行 われているが( 閉 鎖 系 利 用 ) 一 般 にその 発 酵 装 置 が 巨 大 である ことから LMM の 環 境 への 漏 えいを 無 視 できず 環 境 への 影 響 を 考 慮 すべきケースがあると 考 えられる 我 が 国 で 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 を 開 放 系 で 利 用 する 場 合 は 研 究 開 発 産 業 利 用 のいず れもカルタヘナ 法 にある 第 一 種 使 用 の 審 査 を 受 ける 必 要 がある その 際 に 当 該 LMO を 開 放 利 用 した 場 合 のヒトや 動 物 に 対 する 健 康 影 響 や 周 辺 環 境 への 影 響 を 科 学 的 に 評 価 した 上 での 安 全 性 評 価 を 行 う 必 要 がある しかしながら 未 だ 信 頼 性 のある 安 全 性 評 価 法 を 持 た ず その 手 法 確 立 が 急 務 とされている かかる 中 で H23 年 度 より 経 産 省 の 委 託 事 業 バイオインダストリ- 安 全 対 策 事 業 を JBA が 受 託 し 標 準 的 な 評 価 手 法 確 立 へ 向 けて 微 生 物 の 環 境 中 利 用 の 実 例 調 査 や 最 新 ゲ ノム 情 報 等 の 活 用 手 法 の 開 発 等 を 実 施 してきた これら 手 法 を 開 発 するにあたって 海 外 の 規 制 や 運 用 状 況 を 把 握 し 参 考 とすることは 有 益 と 考 えられるので 昨 年 度 海 外 特 に 米 国 及 びカナダの GMM の 開 放 系 利 用 において 求 められる 基 本 情 報 を web 調 査 により 収 集 した 合 わせてその 背 景 となる 遺 伝 子 組 換 え 生 物 の 規 制 の 大 枠 についても 調 査 した 今 年 度 はさらに 米 国 及 び 欧 州 の 規 制 動 向 について 現 地 の 運 用 状 況 も 含 めて 調 査 する こととした 特 に 環 境 リスク 評 価 をどのように 実 施 しているか( 定 量 的 基 準 があるか?) また 閉 鎖 系 使 用 の 場 合 で 実 際 にどの 程 度 の 封 じ 込 めレベルをとっているか 等 について 調 査 する ことを 目 的 とした 調 査 の 方 法 は まず 米 国 及 び 欧 州 (EU, 英 国 デンマーク)の 監 督 省 庁 の website から GMM の 環 境 放 出 開 放 系 利 用 に 関 連 する 環 境 評 価 基 準 や 申 請 法 を 調 査 した 次 いで 米 国 英 国 デンマークに 出 張 し 規 制 担 当 者 や GMM を 利 用 している 企 業 を 訪 問 して 直 接 インタビューを 行 い 当 該 国 の GMM 規 制 の 運 用 状 況 などの 情 報 収 集 を 行 った 9

25 3.2. 米 国 におけるバイオテクノロジーの 規 制 に 関 わる 枠 組 み 米 国 バイオテクノロジー 規 制 の 概 要 1 米 国 における 遺 伝 子 組 換 え 生 物 の 規 制 の 枠 組 みの 特 徴 の 一 つは 図 3.1に 示 すように 当 該 生 物 の 用 途 に 応 じて 規 制 の 枠 をかける 分 野 別 の 規 制 枠 組 みの 中 で 取 り 扱 われている これは 日 本 や 欧 州 などの 分 野 横 断 的 ( 包 括 的 )な 規 制 とは 対 照 的 である また 遺 伝 子 組 換 え 技 術 を 特 別 扱 いせず その 生 産 物 等 のリスクに 応 じて 既 存 の 法 律 に 照 らして 取 り 扱 うべき であるとの 考 え 方 である(プロダクトベース) 遺 伝 子 組 換 え 生 物 の 利 用 ( 野 外 試 験 商 業 生 産 輸 入 等 )に 関 する 規 制 官 庁 は 図 3.1に 示 すように 1 食 品 医 薬 品 局 (FDA) 2 農 務 省 (USDA) 及 び3 環 境 保 護 庁 (EPA)であるが FDA は 食 品 食 品 添 加 物 飼 料 医 薬 品 動 物 薬 化 粧 品 を 連 邦 食 品 医 薬 品 化 粧 品 法 (FFDCA) の 下 に 規 制 し USDA は 所 管 の 動 植 物 検 疫 局 (APHIS)により 植 物 植 物 病 害 虫 を 連 邦 植 物 病 害 虫 法 (FPPA) にて 規 制 する EPA では 生 物 農 薬 や 病 害 虫 抵 抗 性 の 作 物 等 を 連 邦 殺 虫 殺 菌 殺 鼠 剤 法 (FIFRA) で 有 害 物 質 規 制 法 (TSCA) の 下 に 一 般 微 生 物 ( 生 物 農 薬 や 遺 伝 子 組 換 え 体 も 含 む)が 規 制 され ている 図 3.1 米 国 のバイオテクノロジー 規 制 の 枠 組 み 調 和 的 枠 組 み 農 務 省 USDA(APHIS) 食 品 医 薬 品 局 FDA 環 境 保 護 庁 EPA 植 物 植 物 病 害 虫 食 品 食 品 添 加 物 飼 料 化 粧 品 医 薬 品 生 物 農 薬 新 微 生 物 Plant Protection Act(PPA) Federal Food Drug and Cosmetic Act(FFDCA) Federal Insecticide,Fungicide and Rodencide Act(FIFRA) Toxic Substance Control Act(TSCA) Coordinated Framework for Regulation of Biotechnology(1986) Microbial Products of Biotechnology; Final Regulation Under the Toxic Substances Control Act;(1997) 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 (GMM)の 規 制 の 概 要 : 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 開 放 系 利 用 に 関 しては 1997 年 4 月 に 既 存 の 毒 性 物 質 規 制 法 TSCA の 下 に 新 しい 規 則 として 微 生 物 に 対 する 報 告 要 求 と 審 査 手 続 き が 発 行 された 1 米 国 規 制 については 昨 年 度 (H24 年 度 )の 調 査 報 告 書 も 参 照 10

26 (TSCA-40CFR part725) 2) TSCA で 取 り 扱 われる 微 生 物 とは 産 業 応 用 を 目 的 として 利 用 さ れる 新 微 生 物 と 規 定 されている 重 要 なことは ここで 新 微 生 物 とは 属 間 微 生 物 ( intergeneric microorganisms)をいい すなわち 異 なる 属 の 微 生 物 間 で 遺 伝 子 物 質 を 交 換 組 換 えを 行 った 微 生 物 と 定 義 する 独 自 の 考 え 方 をとっていることである 属 が 異 なるほ どの 違 いがある 微 生 物 同 士 の 組 換 え 体 は 新 しい 形 質 を 持 つ 可 能 性 が 高 いと 想 定 し リス ク 評 価 が 必 要 と 考 えるわけである TSCA では 既 存 化 学 物 質 ( 微 生 物 含 む)の 膨 大 なリスト(inventory)に 収 載 されていない 新 微 生 物 の 産 業 目 的 での 製 造 輸 入 等 は 3.3 項 で 述 べるように 事 前 に 申 請 または 届 け 出 を 行 う 必 要 がある TSCA は 他 の 法 律 で 規 制 されない 化 合 物 や 生 物 の 環 境 保 全 やヒト 等 動 植 物 への 安 全 性 を 確 保 するための 法 律 とされる( 包 括 条 項 ) TSCA は EPA; 米 国 環 境 保 護 庁 (United States Environmental Protection Agency)のもとで 規 制 を 受 ける この 中 で 微 生 物 農 薬 等 は TSCA だけでなく FIFRA でも 規 制 される また 生 ワクチン 等 の 医 薬 動 物 薬 は FFDCA で 規 制 される 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 (GMM)の 利 用 にあたっての 申 請 承 認 の 仕 組 み: 米 国 で 新 微 生 物 の 商 業 目 的 での 製 造 や 輸 入 を 行 う 者 は 図 3.2のいずれかの 申 請 また は 届 け 出 を 行 う 必 要 がある ただし 研 究 段 階 の 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 閉 鎖 系 取 り 扱 いは TSCA の 対 象 外 であり NIH のガイドライン 3) に 準 じて 実 施 することが 求 められている 申 請 に 当 たってのガイドライン(Points to consider in the preparation of TSCA Biotechnology Submissions for microorganisms)が EPA より 出 されている 4) (a) MCAN(Microbial Commercial Activity Notice) 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 商 業 利 用 ( 製 造 輸 入 )については MCAN(Microbial Commercial Activity Notice)の 申 請 承 認 が 必 要 となる 閉 鎖 系 利 用 と 開 放 系 利 用 のいずれの 場 合 も 後 述 する 菌 株 の 安 全 性 環 境 影 響 評 価 に 関 する 情 報 の 提 出 が 要 求 される EPA による 審 査 は 原 則 90 日 間 で 安 全 性 に 問 題 ないと 判 断 され 商 業 利 用 開 始 届 け(NOC)が 提 出 されれ 2 div5&view=text&node=40: &idno=40 TSCA-Biotechnology と 略 称 される

27 ば 当 該 微 生 物 は TSCA インベントリーに 収 載 されて 既 存 微 生 物 扱 いとなり 以 後 は MCAN 申 請 が 無 くても 商 業 利 用 できる (b) TierⅠexemption/ TierⅡexemption EPA が 以 下 に 定 める 基 準 に 従 って 製 造 使 用 される 安 全 な 微 生 物 については MCAN 申 請 が 免 除 される( 段 階 的 免 除 ;TierⅠexemption/TierⅡexemption) 使 用 開 始 10 日 前 までに 証 明 書 を 届 け 出 る 必 要 あり 証 明 書 の 内 容 は( 申 請 者 情 報 商 業 化 スケジュール 使 用 菌 株 名 挿 入 遺 伝 子 情 報 封 じ 込 めの 順 守 証 明 等 ) 3つの 要 件 (a) 宿 主 菌 として 長 い 使 用 経 験 があり 安 全 性 が 確 認 された 菌 株 使 用 ( 表 3.1の 10 種 ) (b) 挿 入 遺 伝 子 は 性 質 が 十 分 理 解 され 伝 搬 性 が 低 く( 頻 度 が 10-8 乗 以 下 ) 毒 性 病 原 性 等 が 無 いこと (c) 定 められた 閉 鎖 設 備 及 び 管 理 手 法 により 封 じ 込 めを 行 うこと (c) その 他 上 記 の 他 に 実 験 的 環 境 放 出 (TERA) 試 験 マーケティング 免 除 (TME) 等 の 免 除 規 定 が ある( 概 要 は 図 3.2 参 照 ) 表 3.1. 段 階 的 免 除 申 請 の 対 象 となる 菌 株 Acetobacter aceti Aspergillus oryzae Bacillus subtilis Escherichia coli K-12 Saccharomyces cerevisiae Aspergillus niger Bacillus licheniformis Clostridium acetobutylicum Penicillium roqueforti Saccharomyces uvarum 12

28 13 図 3 図.-22 米 国 における 新 微 生 物 の 製 造 輸 入 ( 商 業 利 用 )に 関 する 申 請 と 各 種 免 除 規 定 MCAN (Microbial Commercial Activity Notice) 微 生 物 商 業 活 動 届 出 新 微 生 物 を 米 国 にて 製 造 輸 入 等 行 う 者 は 使 用 開 始 90 日 前 迄 にEPAまで 環 境 評 価 を 含 む 報 告 書 類 (MCAN)を 提 出 す る 必 要 あり MCANには 開 放 系 及 び 閉 鎖 系 利 用 の 両 方 が 含 まれる EPAは 公 示 期 間 中 の90 日 間 の 間 に 審 査 (review)を 行 い もしヒトの 健 康 や 環 境 への 悪 影 響 が 疑 われるリスクがあると 判 断 されれば 必 要 な 措 置 を 執 ることになる 実 験 的 野 外 試 験 TERA(TSCA Experimental Release Application) 免 除 規 定 試 験 的 開 放 利 用 試 験 販 売 最 終 的 な 目 的 が 商 業 利 用 である 場 合 で 新 微 生 物 の 環 境 中 への 開 放 を 伴 う 研 究 開 発 段 階 の 試 験 を 実 施 する 者 は 試 験 を 行 う60 日 前 までに 申 請 書 類 (TERA)を 提 出 する 必 要 あり EPAが 承 認 (Approved)の 可 否 を 判 断 ( 提 出 データは 一 部 軽 減 ; 生 産 量 や 用 途 は 免 除 環 境 放 出 データも 一 部 のみ) 小 規 模 根 粒 菌 野 外 試 験 宿 主 菌 が 根 粒 菌 (Bradyrhizobium japonicum,rhizobium meliloti)である 場 合 で かつ 試 験 場 が 小 規 模 (10エーカー 以 下 )で 導 入 遺 伝 子 が 一 定 の 条 件 ( 薬 剤 耐 性 など)を 満 たす 場 合 は EPAの 審 査 が 免 除 される 試 験 販 売 免 除 TME(Test Market Exemption) 新 微 生 物 の 試 験 販 売 を 実 施 する 者 は 試 験 販 売 開 始 前 45 日 までに 申 請 書 類 (TME)を 提 出 ( 菌 株 の 性 質 や 試 験 販 売 の 実 施 内 容 等 ) EPAが 審 査 承 認 を 行 う 段 階 Ⅰ 免 除 (Tier Ⅰ exemption);( 定 められた 封 じ 込 め 設 備 ; EPAの 承 認 不 要 ) 閉 鎖 系 利 用 ( 段 階 的 免 除 ) 以 下 の3 条 件 が 満 たされればMCAN 申 請 は 不 要 (1 特 定 の 宿 主 菌 2 導 入 遺 伝 子 の 性 質 が 明 らかで 毒 素 遺 伝 子 等 を 含 まない 3GM 菌 の 漏 出 を 最 小 限 にする 一 定 基 準 を 満 たした 封 じ 込 め 装 置 を 使 用 ) 上 記 事 項 の 順 守 の 証 明 書 を 商 業 利 用 開 始 の10 日 前 までにEPAに 届 け 出 る( 審 査 は 無 し) 段 階 Ⅱ 免 除 (Tier Ⅱ exemption);( 製 造 者 が 封 じ 込 め 装 置 設 定 提 案 し EPA 承 認 が 必 要 ) 上 記 12を 満 たした 上 で 申 請 者 が 提 案 する 封 じ 込 め 装 置 と 制 御 法 を 含 めた 情 報 等 を 付 して 商 業 利 用 開 始 の 45 日 前 までにEPAに 申 請 する EPAが45 日 以 内 に 適 格 性 を 判 断 なお 本 申 請 にあたって 当 局 に 事 前 相 談 が 強 く 求 められている 試 験 研 究 研 究 開 発 / 試 験 研 究 においては NIHのガイドライン( 封 じ 込 め)を 遵 守 すればTSCAの 届 出 等 は 不 要

29 物 理 的 封 じ 込 めの 基 準 (TierⅠexemption) 段 階 的 免 除 (TierⅠexemption)においては 上 記 (c) 項 にあるように 以 下 に 規 定 された 封 じ 込 め 設 備 や 安 全 管 理 手 順 の 使 用 が 必 要 となる(TieⅡはこれを 参 考 として 申 請 者 が 設 備 条 件 書 を 作 成 し 審 査 承 認 を 受 ける 必 要 あり) A 微 生 物 を 封 じ 込 め 可 能 な 設 備 (structure) B 設 備 建 造 物 へのヒトのアクセスの 制 限 C 安 全 衛 生 に 関 する 管 理 文 書 D 廃 棄 物 ( 液 固 ) 中 の 新 規 微 生 物 を 廃 棄 する 前 に その 生 菌 数 を 10 の 6 乗 分 の1に 低 減 させること(100 万 分 の 1 以 下 (6-log reduction)) E 装 置 から 排 出 されるエアロゾルや 排 ガス 中 の 生 菌 数 を 最 小 化 する 効 果 的 な 手 段 を とること F 緊 急 時 の 対 処 法 整 備 MCAN におけるリスク 評 価 の 概 要 リスク 評 価 の 項 目 表 3.2に MCAN(TERA) 等 の 申 請 に 必 要 とされる 項 目 を 示 している( 詳 細 はガイドライン (PTCBIO) 4 を 参 照 ) MCAN には 意 図 的 な 環 境 放 出 ( 開 放 系 利 用 )の 場 合 と 閉 鎖 系 での 利 用 の 場 合 があり それぞれ 要 求 項 目 が 異 なっている ただしいずれのケースもすべての 評 価 項 目 が 要 求 されるわけではなく 事 前 の 相 談 で 明 らかに 必 要 ないと 判 断 される 事 項 は 除 外 される 常 にケースバイケースの 考 え 方 を 取 る なお ヒトへの 健 康 や 環 境 評 価 に 関 す る 情 報 は 多 くは 文 献 情 報 に 基 づくものとされる 宿 主 菌 と 供 与 菌 の 分 類 学 的 情 報 新 微 生 物 の 詳 細 な 構 築 ( 遺 伝 子 構 成 )に 関 する 情 報 ヒトへの 健 康 影 響 / 環 境 への 影 響 副 生 物 生 産 量 使 用 目 的 等 作 業 者 の 暴 露 と 環 境 放 出 及 び 封 じ 込 め 条 件 環 境 放 出 条 件 緊 急 時 の 対 応 プロトコール 14

30 項 目 説 明 補 足 MCAN TERA Ⅰ 申 請 者 情 報 申 請 者 名 称 連 絡 先 最 新 の 分 類 情 報 宿 主 微 生 物 と 新 微 生 物 の 記 載 新 微 生 物 の 形 態 生 理 学 的 情 報 遺 伝 子 供 与 体 の 分 類 情 報 新 微 生 物 の 選 抜 又 は 開 発 された 新 し い 形 質 新 微 生 物 の 遺 伝 的 構 成 詳 細 な 遺 伝 子 構 成 ( 含 導 入 選 択 法 ) 遺 伝 子 導 入 により 想 定 される 宿 主 の 挙 動 変 化 や 遺 伝 子 の 発 現 安 定 性 等 Ⅱ 表 3.2 MCANとTERAの と申 TERA 請 に 要 の 求 申 される 請 に 要 主 求 な される 情 報 主 な 情 報 < 区 分 > 微 生 物 同 定 生 息 環 境 や 分 布 環 境 中 での 生 存 と 分 散 検 出 方 法 と 検 出 限 界 他 の 生 物 ( 宿 主 共 生 者 病 原 菌 など) への 作 用 影 響 遺 伝 形 質 の 伝 播 性 生 化 学 的 物 質 循 環 への 影 響 無 機 物 質 金 属 等 の 吸 収 過 程 の 影 響 Ⅲ 副 生 物 製 造 加 工 廃 棄 に 伴 う 副 生 物 の 情 報 Ⅳ 総 生 産 量 推 定 最 大 生 産 ( 輸 入 ) 量 ( 初 年 度 及 び 最 初 の3 年 間 の 年 度 毎 ) ( 生 菌 数 情 報 ) Ⅴ 使 用 に 関 する 情 報 表 現 形 質 と 生 態 的 性 状 使 用 区 分 と 各 区 分 でのLMO 生 産 量 や 含 有 量 等 の 記 載 意 図 的 使 用 目 的 汚 染 物 質 分 解 等 製 造 加 工 使 用 の 場 所 の 記 載 制 御 された 場 所 の 詳 細 製 造 加 工 使 用 のプロセスの 記 載 作 業 者 の 暴 露 情 報 作 業 者 の 活 動 作 業 人 数 活 動 期 間 Ⅵ Ⅶ 作 業 者 の 暴 露 と 環 境 放 出 (MCAN) 提 案 された 研 究 開 発 活 動 の 情 報 (TERA) 環 境 放 出 に 関 する 情 報 放 出 の 量 と 手 法 制 御 法 の 種 類 新 微 生 物 の 意 図 的 な 運 搬 の 叙 述 運 搬 法 運 搬 容 器 事 故 時 の 対 応 廃 棄 の 手 順 菌 不 活 化 法 除 菌 法 廃 棄 容 器 非 制 御 下 の 現 場 における 製 造 使 用 の 加 工 使 用 のタイプや 場 の 推 定 数 プロセスの 記 述 新 微 生 物 に 暴 露 される 状 況 運 搬 や 廃 棄 の 手 順 等 試 験 研 究 の 目 的 と 意 義 放 出 する 微 生 物 の 量 と 放 出 方 法 試 験 計 画 (データ 解 析 手 法 対 照 の 取 り 方 圃 場 設 計 管 理 等 ) 試 験 場 の 性 状 状 況 所 在 地 広 さ 選 定 理 由 使 用 履 歴 土 壌 の 物 理 化 学 性 状 等 試 験 場 での 新 生 物 の 取 り 扱 い 法 ( 運 搬 梱 包 器 具 洗 浄 廃 棄 手 順 等 ) 隔 離 措 置 緊 急 措 置 悪 影 響 の 検 出 法 と 制 御 法 試 験 終 了 後 の 停 止 手 順 緊 急 時 の 想 定 と 対 応 手 順 防 護 用 器 具 ( ) 野 外 試 験 実 施 時 は 必 要 (1/2) 15

31 Ⅷ < 区 分 > ヒトの 健 康 への 影 響 項 目 微 生 物 の 病 原 性 説 明 補 足 ヒトに 対 する 病 原 性 感 染 性 の 有 無 哺 乳 動 物 に 対 する 病 原 性 試 験 結 果 ( 必 要 で 可 能 なら) ヒトへの 定 着 性 生 育 能 薬 剤 感 受 性 MCAN TERA Ⅸ 環 境 への 影 響 と 環 境 中 での 変 遷 宿 命 微 生 物 及 びその 生 産 物 の 毒 性 と 免 疫 的 影 響 ヒトに 対 する 毒 性 の 有 無 哺 乳 動 物 に 対 する 毒 性 アレルギー 試 験 結 果 環 境 影 響 哺 乳 動 物 魚 昆 虫 無 脊 椎 動 物 植 物 に 対 する1 病 原 性 感 染 性 2 毒 性 3 既 知 または 予 想 される 影 響 ( 集 団 構 造 や 種 の 多 様 性 も 含 む) 生 物 地 球 化 学 的 プロセスへの 影 響 (C,N,P,S 栄 養 循 環 CO2/N2 固 定 他 の 対 象 生 物 の 同 定 と 相 互 作 用 汚 染 化 合 物 の 分 解 活 性 や 環 境 中 で の 抗 生 物 質 生 産 性 生 残 性 と 変 遷 一 部 重 複 した 項 目 あり(ⅡとⅨの 環 境 影 響 評 価 等 ) 宿 主 の 自 然 界 での 生 息 環 境 分 布 新 微 生 物 (と 親 微 生 物 )の 実 験 室 レ ベルでの 生 残 性 試 験 放 出 場 所 から 離 れた 場 所 の 生 残 性 環 境 中 での 検 出 法 等 (2/2) 米 国 EPA での 面 談 記 録 調 査 出 張 訪 問 日 : 2013 年 11 月 21 日 ( 木 ) 目 的 : 米 国 の GM 微 生 物 の 規 制 動 向 調 査 ( 環 境 影 響 評 価 封 じ 込 め 設 備 等 の 実 態 調 査 ) 出 張 者 所 属 : 須 藤 学 (( 独 ) 製 品 評 価 技 術 基 盤 機 構 バイオテクノロジーセンター ) 不 藤 亮 介 ( 一 般 財 団 法 人 バイオインダストリー 協 会 ) 訪 問 先 面 談 相 手 米 国 環 境 保 護 庁 (United States Environmental Protection Agency, EPA) Office of Pollution Prevention and Toxics; Risk Assessment Division Mark Segal ; Ph.D Senior Microbiologist Gwendolyn Mcclung ; Microbiologist Office of Pollution Prevention and Toxics; Chemical Control Division Jessea Miller 16

32 EPA の 評 価 実 施 体 制 EPA の 汚 染 防 除 毒 物 局 OPPT(Office of Pollution Protection and Toxics)が MCAN の 評 価 審 査 にあたる OPPT には RISK ASSESSMENT DIVISION (RAD) CHEMICAL CONTROL DIVISION (CCD) ECONOMICS, EXPOSURE AND TECHNOLOGY DIVISION (EETD) POLLUTION PREVENTION DIVISION (PPD) 等 8つの division があり 微 生 物 環 境 評 価 毒 性 病 原 性 評 価 プロセス 工 学 等 の 専 門 家 が 協 力 して 審 査 にあたっ ている( 今 回 の 面 談 者 はこの 中 で RAD の microbiology と CCD の process management の 専 門 家 ) EPA の 審 査 担 当 者 は MCAN 等 申 請 者 から 提 出 された 上 記 情 報 を 基 にリスク 評 価 を 行 う が 申 請 者 の 提 出 データを 補 完 supplement することがある 例 えば 申 請 者 がある 配 列 情 報 を 提 出 した 場 合 に EPA で 類 縁 配 列 を 採 集 し 元 のデータとの 比 較 解 析 を 行 う 等 審 査 期 間 (MCAN は 90 日 等 )は 非 常 に 厳 格 に 守 られるとのことであるが 例 外 的 に 追 加 デ ータが 必 要 な 時 等 は 審 査 のクロックを 止 めて 期 間 を 延 長 することができる EPA は 必 要 に 応 じて inspection を 行 うことができるとされている EPA のリスクマネジメントにおいては 技 術 が 生 み 出 すベネフィットも 合 わせて 考 慮 すること がある(ecological benefit assessment) 主 な 質 疑 事 項 環 境 影 響 評 価 とエンドポイント( 定 量 的 基 準 ) 今 回 の 主 要 な 調 査 の 目 的 は EPA の 環 境 影 響 評 価 の 定 量 的 な 基 準 (criteria)やエンドポイ ント( 守 るべき 環 境 価 値 )の 考 え 方 を 調 査 することである(そのために EPA に 対 する 質 問 票 を 作 成 し 事 前 に 送 付 した) しかしながら EPA からは GM 微 生 物 の 環 境 における 競 合 増 殖 や 遺 伝 子 伝 搬 を 主 対 象 とした 影 響 評 価 の 定 量 的 基 準 (エンドポイント)について 明 確 な 回 答 は 得 られなかった このことについては EPA から 環 境 中 の 微 生 物 は 非 常 に 多 種 多 様 で あり 検 出 法 の 問 題 もあり 定 量 的 な 扱 いは 困 難 基 本 的 には 定 性 的 な 取 り 扱 いになる わ れわれが 確 実 にできて 実 効 的 なことは 汚 染 を 防 ぐためにマスクを 使 うべき この 地 域 には 近 寄 らない 場 所 をこの 地 域 に 限 定 などと 指 示 することである 等 のコメント EPA は 我 々が 想 定 していた 環 境 中 の 微 生 物 の 定 量 的 な 基 準 エンドポイントは 設 定 していないことがうか がえた ( 例 外 的 に 前 述 した 段 階 的 免 除 における 2 つの 数 字 的 基 準 一 般 的 な 水 平 伝 搬 能 (10-8 乗 )と 廃 棄 物 中 の 生 菌 数 の 6-log reduction がある) 17

33 遺 伝 子 組 換 えの 微 生 物 の 環 境 影 響 におけるエンドポイントについては 20 年 ほど 前 EPA 及 び 関 係 者 でのシンポジウムがあり 段 階 的 な 評 価 方 法 等 を 議 論 したことがあったとのこと 当 時 の 議 論 が 現 在 のリスク 評 価 のあり 方 に 反 映 されていると 考 えられるので 今 後 当 時 の 資 料 を 収 集 して 議 論 経 過 を 調 べることは 有 益 であろう 5 微 生 物 の 水 平 伝 搬 (HGT)の 考 え 方 微 生 物 の 水 平 伝 搬 に 関 しては 挿 入 遺 伝 子 が( 他 の 微 生 物 に 移 ったとして) adverse effects を 及 ぼすか 否 か?を 考 えることが 大 切 悪 影 響 は 病 原 性 毒 性 抗 生 物 質 耐 性 生 存 率 向 上 などである( 特 に 抗 生 物 質 は 臨 床 上 重 要 な 薬 剤 には 留 意 する) また 様 々な 環 境 における 遺 伝 子 の 移 動 や 取 り 込 みの 頻 度 等 を 測 るのは 困 難 特 に 広 域 宿 主 息 の 細 菌 の 場 合 は 不 可 能 むしろ 起 こった 場 合 の 結 果 (ハザード)をどう 推 定 し どう 評 価 するか?というこ とのほうが 大 切 ではないか 一 方 段 階 的 免 除 の (c) 挿 入 遺 伝 子 の 伝 搬 性 が 低 いこと; poorly mobilizable の 要 求 事 項 に 関 して 伝 搬 頻 度 が 10-8 乗 以 下 であることが 求 められているが この 基 準 は NIH の 大 量 調 整 時 ガイドライン(Good Large Scale Practice)に 準 拠 したもの 細 菌 の HGT の 仕 組 み としては 形 質 転 換 形 質 導 入 と 接 合 があるが EPA では 前 者 2 つは 一 般 に 頻 度 が 低 く この 10-8 乗 の 基 準 は 通 常 クリアーできると 考 えている あとは 接 合 が 起 こらないような 遺 伝 子 設 計 が 求 められている また EPA は 染 色 体 に 安 定 的 に 挿 入 された 遺 伝 子 断 片 は 特 にト ランスポゾン 等 の 可 動 性 因 子 が 無 い 場 合 上 記 基 準 はクリアー 出 来 るものと 考 えられている ( 参 考 文 献 6, page17919) 封 じ 込 めレベルの 実 態 項 で 示 した 基 準 は いわゆる OECD の GILSP(Good Industrial Large Scale Practice) の 考 え 方 を 取 り 入 れたもの 規 定 からは 生 きた GMM が 少 量 であれば 漏 れ 出 ることを 許 容 し ていることを 示 唆 している なお 上 記 の D 項 の 要 求 ( 廃 棄 物 中 生 菌 数 の 6-log reduction) に 関 して 何 故 6-log なのかについては 実 際 の 製 造 設 備 で 不 活 化 の 有 効 性 の 検 証 が 可 能 であり 他 性 可 能 な 数 値 レベルであるとの 判 断 によるとのこと 5 Sayre,P.G. et al., Assessment of Genetically Engineered Microorganisms under TSCA; Considerations Prior to Use in Fermentors or Small-Scale Field Release. in Environmental Toxicology Risk Assessment.pp65-79,ed.by Landis et al.,astm (1993)

34 また E 項 の 排 ガス 中 の 生 菌 数 を 最 小 化 するという 記 載 は もとは EPA は 生 菌 数 を 1% 以 下 に 低 下 させるという 数 値 基 準 を 提 案 していたとのことである この 数 値 はクリーンルームな どの HEPA フィルターの 捕 捉 率 (99.97% 以 上 )よりも 緩 い 基 準 ではあるが 数 値 基 準 があると 実 際 に 生 菌 数 を 測 定 して 効 果 を 検 証 することが 求 められ 定 期 的 に 装 置 内 ヘッドガスの 採 取 が 必 要 になり 雑 菌 汚 染 のリスクが 高 まること さらに 基 準 を 満 たすためには 設 備 機 能 の 追 加 が 必 要 になり 設 備 負 担 が 増 えると 指 摘 が 申 請 側 ( 企 業 )からだされた EPA はこれら 意 見 を 受 けて 現 在 の 基 準 に 修 正 したとのこと 以 上 は 一 例 であるが 現 在 の TSCA 制 定 に 際 して は パブコメや 技 術 会 議 等 を 通 じて 企 業 や 製 造 者 の 意 見 を 柔 軟 に 取 り 入 れていることが 伺 える (なお ある GMM を 扱 う 米 国 企 業 に 実 際 の 発 酵 槽 について 伺 ったが 非 組 換 え 微 生 物 で 使 っていた 設 備 と 実 質 的 に 変 わらないとのことであった ) また MCAN と 段 階 的 免 除 の 其 々で 求 められる 設 備 のレベル 封 じ 込 めの 厳 密 性 の 違 い についても 伺 ったが MCAN は 作 業 者 への 暴 露 や 環 境 への 漏 洩 を 防 ぐ 手 段 として 記 載 が 求 められているものであり 特 段 設 備 の 規 定 は 無 い MCAN は 主 として 菌 株 の 安 全 性 (strain bio-safety)を 評 価 するものであるのに 対 して 段 階 的 免 除 は 製 造 方 法 (process)を 評 価 するものであるという 考 え 方 の 違 いがあるとのこと 意 図 的 な 環 境 放 出 の 事 例 上 記 質 問 に 対 しては TSCA では 窒 素 固 定 の 根 粒 菌 (Rhizobium)の 例 があるのみ 3 年 程 限 定 的 なスケールで 生 産 販 売 されたと 思 われるとのこと 現 在 の MCAN の 制 度 が 出 来 て からは 申 請 は 無 い これからの 問 題 として 燃 料 やエネルギー 生 産 を 目 指 して 藻 類 を open pond で 大 量 培 養 す ることが 想 定 される これは 開 放 系 利 用 と 考 えるべきであり EPA でもこれから 対 応 を 考 える 必 要 ある またこれまでの 多 くは 発 酵 槽 における 比 較 的 少 量 の speciality chemical の 生 産 で ここ 十 数 年 の 成 功 実 績 もありこのやり 方 で 問 題 ないと 考 えているが 近 年 はエタノール 酵 母 のような commodity chemical を 生 産 する 巨 大 発 酵 層 の 管 理 や 影 響 評 価 の 課 題 が 出 つつあ る 装 置 があまりに 巨 大 になるため これまでの 延 長 線 上 では 管 理 できない 問 題 がある? (これらについては 日 本 のほうが 経 験 があるのではないか) また TERA( 実 験 的 環 境 放 出 試 験 )ではいくつかの 申 請 事 例 (バイオセンサーやバイレメ) があるがすべて 商 業 化 (MCAN)はドロップしている 模 様 しかし 上 記 の 組 換 え 藻 類 などの 経 験 が 積 まれていけば これから( 意 図 的 な 環 境 放 出 の 申 請 も) 増 えてくるのではないか 19

35 3.3. 欧 州 におけるバイオテクノロジーの 規 制 にかかわる 枠 組 み 欧 州 バイオテクノロジー 規 制 の 概 要 欧 州 (EU 加 盟 国 )のGMO 規 制 は 図 3.3に 示 すようにGMOを 閉 鎖 系 で 使 用 する 場 合 と 意 図 的 に 環 境 へ 放 出 する 場 合 で それぞれ 対 応 する 法 律 (EC 指 令 =ECdirective)が 設 けら れている EU 加 盟 国 はこのEC 指 令 に 規 定 されたリスク 評 価 通 告 封 じ 込 め 等 を 履 行 する ための 国 内 法 を 制 定 する 必 要 がある (ただし 各 国 の 行 政 機 構 等 の 事 情 で 一 部 の 変 更 は 可 能 とされる) 図 3.3 欧 州 規 制 の 概 要 なお ここで 遺 伝 子 組 み 換 え 技 術 とは 以 下 の よ うに 規 定 されている (EC 指 令 2009/41/EC- 附 属 書 Ⅰ 及 びⅡ) 1. Recombinant nucleic acid techniques involving the formation of new combinations of genetic material by the insertion of nucleic acid molecules produced by whatever means outside an organism, into any virus, bacterial plasmid or other vector system and their incorporation into a host organism in which they do not naturally occur but in which they are capable of continued propagation. 2. Techniques involving the direct introduction into a micro-organism of heritable material prepared outside the micro-organism, including micro-injection, macro-injection and micro-encapsulation. 20

36 3. Cell fusion or hybridisation techniques where live cells with new combinations of heritable genetic material are formed through the fusion of two or more cells by means of methods that do not occur naturally 以 下 の 組 換 え 核 酸 を 用 いない 方 法 は 除 外 1. in vitro fertilisation;( 試 験 管 内 受 精 ) 2. natural processes such as: conjugation, transduction, transformation;( 接 合 形 質 転 換 形 質 導 入 ) 3. polyploidy induction.( 倍 数 体 誘 導 ) 微 生 物 の 場 合 は 以 下 の 手 法 も 除 外 される 1. Mutagenesis.( 変 異 操 作 ) 2. Cell fusion (including protoplast fusion) of prokaryotic species that exchange genetic material by known physiological processes.( 細 胞 融 合 : 原 核 生 物 ) 3. Cell fusion (including protoplast fusion) of cells of any eukaryotic species, including production of hybridomas and plant cell fusions.( 細 胞 融 合 : 真 核 生 物 ) 4. Self-cloning consisting in the removal of nucleic acid sequences from a cell of an organism which may or may not be followed by reinsertion of all or part of that nucleic acid (or a synthetic equivalent), with or without prior enzymic or mechanical steps, into cells of the same species or into cells of phylogenetically closely related species which can exchange genetic material by natural physiological processes where the resulting micro-organism is unlikely to cause disease to humans, animals or plants.(セルフクローニング ナチュラルオカレンス) :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: EU における 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 閉 鎖 系 使 用 に 関 する 規 制 の 概 要 7 法 律 Directive 2009/41/EC of the European Parliament and of the Council of 6 May 2009 on the contained use of genetically modified micro-organisms 8 目 的 本 EC 指 令 の 主 目 的 は 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 閉 鎖 系 利 用 によるヒトの 健 康 や 環 7 Contained use of genetically modified micro-organisms (GMMs) 8 EC 指 令 2009/41/EC 21

37 境 への 悪 影 響 を 防 ぐこと 規 制 対 象 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 (GMM) リスク 分 類 GMM のヒトの 健 康 と 環 境 に 対 するリスク 評 価 を 行 い その 結 果 から 閉 鎖 系 使 用 を 以 下 の 4 段 階 にリスク 分 類 し 其 々 対 応 する 封 じ 込 め 手 法 を 用 いて GMM の 環 境 への 漏 洩 を 防 ぐ Class 1: No or negligible risk, Class 2: Low risk, Class 3: Moderate risk, Class 4: High risk, level 1 containment; level 2 containment; level 3 containment; level 4 containment. (ヒト 健 康 と 環 境 へのリスク 評 価 の 基 本 的 な 考 え 方 は 本 指 令 附 属 書 Ⅲを 封 じ 込 め 施 設 や 方 法 については 附 属 書 Ⅳを 参 照 のこと) 手 続 き 申 請 者 は 施 設 に 関 する 事 項 (premises)と 閉 鎖 系 利 用 に 関 する 事 項 を 事 前 に 提 出 する 必 要 がある またリスク 評 価 の 結 果 も 合 わせて 提 出 する(クラス 1 は 初 回 のみ 提 出 ) 手 続 きの 詳 細 は EC 指 令 ( 条 文 6~9 付 属 書 Ⅲ)または 後 述 の 英 国 規 制 の 項 参 照 ガイダンス European commission より EU- 指 令 に 準 拠 したリスク 評 価 に 関 するガイダンス 9 が 発 行 されて いる EU における 遺 伝 子 組 み 換 え 生 物 の 意 図 的 環 境 放 出 に 関 する 規 制 の 概 要 10 法 律 Directive 2001/18/EC of the European Parliament and of the Council of 12 March 2001 on the deliberate release into the environment of genetically modified organisms and 9 Official Journal of the European Communities L 258/ Deliberate release of genetically modified organisms (GMOs) 22

38 repealing Council Directive 90/220/EEC 11 目 的 本 EC 指 令 の 主 目 的 は 遺 伝 子 組 換 え 生 物 の 意 図 的 環 境 放 出 と 商 業 利 用 にあたっ ての 効 率 的 で 透 明 性 ある 承 認 システムを 提 供 すること 承 認 期 間 を 10 年 間 ( 更 新 可 )とする こと およびモニタリングを 義 務 付 けることとされる また 環 境 リスク 評 価 の 一 般 的 な 手 法 (ケースバイケースの 考 え)と 一 般 意 見 公 募 や 表 示 の 義 務 についても 言 及 されている 規 制 対 象 遺 伝 子 組 換 え 生 物 (ここで 生 物 は any biological entity capable of replication or of transferring genetic material と 定 義 されているが GM 植 物 が 主 対 象 と 考 えられる) リスク 評 価 法 申 請 者 は 申 告 前 に 事 案 ごとに 適 切 な 科 学 的 手 法 を 用 いて 環 境 リスク 評 価 を 行 うことが 義 務 付 けられている 特 に 薬 剤 耐 性 遺 伝 子 を 持 つ GMO の 環 境 放 出 には 注 意 を 払 う よ う に 求 め ら れ て い る 環 境 リ ス ク 評 価 の ガ イ ド ラ イ ン (Principles for the environmental risk assessment)が EC 指 令 付 属 文 書 Ⅱに 示 されている 手 続 き 申 請 者 は 以 下 の 事 項 に 関 わる 情 報 を 事 前 に 監 督 機 関 に 提 出 し 指 令 に 適 合 して いるかの 審 査 を 受 ける( 意 見 公 募 も) 商 業 化 に 先 だって 野 外 試 験 ( 商 業 化 以 外 申 請 )を 行 うことが 求 められている なお 微 生 物 等 に 関 わる 申 請 事 項 は EC 指 令 付 属 文 書 ⅢA に 記 載 されている( 仮 和 訳 を 参 考 資 料 -1に 掲 載 ) 商 業 化 以 外 ( 野 外 試 験 等 ); EC 指 令 2001/18/EC(Part B) 申 請 者 や 施 設 に 関 する 一 般 的 情 報 遺 伝 子 組 換 え 生 物 に 関 する 情 報 遺 伝 子 組 換 え 生 物 の 環 境 への 放 出 条 件 や 環 境 との 相 互 作 用 に 関 する 情 報 モニタリング 法 廃 棄 方 法 緊 急 時 対 応 等 の 実 行 プラン 環 境 リスク 評 価 結 果 野 外 試 験 等 の 実 施 可 否 の 判 断 は 各 国 の 監 督 省 庁 によりなされる( 各 国 間 で 情 報 は 共 有 し 他 国 の 活 動 に 対 して 意 見 アドバイスが 可 能 )

39 商 業 化 ; EC 指 令 2001/18/EC(Part C) 上 記 事 項 の 詳 細 情 報 に 加 え 以 下 の 事 項 に 関 する 情 報 を 提 出 する 商 業 化 に 関 する 情 報 ( 地 域 生 産 量 等 ) 表 示 包 装 に 関 する 情 報 商 業 化 の 実 施 の 可 否 については まず 当 該 国 での 判 断 がなされ 問 題 ない( 実 施 可 )と された 場 合 は 欧 州 委 員 会 を 通 じて 加 盟 各 国 に 通 知 され EU 全 体 での 同 意 を 求 める 必 要 がある 承 認 されれば EU 域 内 のどの 国 でも 商 業 化 が 可 能 となる なお ここでの 商 業 化 ( 上 市 )にあたっての 手 続 きは 閉 鎖 系 使 用 (の 商 業 利 用 )には 適 用 されない 24

40 3.4. 英 国 におけるバイオテクノロジーの 規 制 にかかわる 枠 組 み 英 国 のバイオテクノロジー 規 制 の 概 要 3.3 項 の EU の 規 制 枠 組 みに 対 応 する 形 で 英 国 でも 遺 伝 子 組 換 え 生 物 の 閉 鎖 系 使 用 (contained use)と 意 図 的 な 環 境 放 出 (deliberate release into the environment)とに 分 けて 規 制 が 行 われている 前 者 は 英 国 保 険 安 全 執 行 部 (HSE = Health and Safety Executive)が 後 者 は 英 国 環 境 食 料 地 域 省 (DEFRA=Department for Environment Food & Rural Affairs)がそ れぞれ 管 轄 している 前 者 は 主 として 微 生 物 の 閉 鎖 系 利 用 ( 発 酵 槽 での 培 養 生 産 等 )が 中 心 で 動 植 物 の 閉 鎖 系 での 使 用 ( 飼 育 室 での 飼 育 や 温 室 での 栽 培 )も 含 まれる 英 国 における 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 閉 鎖 系 使 用 に 関 する 規 制 の 概 要 法 律 規 則 GMM の 閉 鎖 系 使 用 は 英 国 安 全 衛 生 庁 (HSE -Health and safety executive)の 監 督 下 で 以 下 の 規 則 のもとで 規 制 されている Genetically Modified Organisms (Contained Use) Regulations 2000 (GMO(CU)) 12 また 以 下 の 法 令 ( 一 部 )も 関 与 する Health and Safety at Work Act 1974, Management of Health and Safety at Work Regulations 1999, Carriage of Dangerous Goods legislation Control of Substances Hazardous to Health Regulations 2002 目 的 本 規 則 の 目 的 は 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 閉 鎖 系 利 用 によるヒトの 健 康 や 環 境 への 悪 影 響 を 防 ぐこと 規 制 対 象 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 (GMM) ガイダンス HSE より 以 下 の 関 連 ガイダンスが 提 供 されている The SACGM Compendium of Guidance

41 A guide to the Genetically Modified Organisms (Contained Use) Regulations 規 制 の 概 要 *GMM に 関 わる 活 動 (= 培 養 保 存 運 搬 廃 棄 及 び 利 用 )に 際 して 事 前 にヒトの 健 康 と 環 境 に 対 するリスク 評 価 を 実 施 する( 結 果 は 10 年 間 保 存 ) *GMM の 活 動 をそのリスクの 程 度 に 応 じて 4 段 階 に 区 分 するシステムを 導 入 各 クラス(1-4)の GMM は それぞれ 対 応 するレベルの 封 じ 込 め(Level 1-4)を 実 施 するものとする * 微 生 物 ( 宿 主 )の 安 全 性 基 準 としてヒトへの 病 原 性 について ACDP Approved List of BiologicalAgent(Gr2-4)を 参 照 し 動 物 病 原 性 は Defra のリスト(Gr1-4) 等 を 参 照 する *GMM を 用 いるすべての 活 動 の 開 始 に 先 立 ち 施 設 (premises)の 通 告 (notification: 次 項 ) が 必 要 クラス2(low risk)からクラス 4(high risk)に 該 当 する 活 動 (activities)は 個 別 に 通 告 が 必 要 クラス1(no or negligible risk)の 活 動 は 通 告 の 義 務 はない( 最 初 の premises の 通 告 のみ) ただしいずれの 活 動 に 対 して HSE の 調 査 官 が 査 察 に 入 る 場 合 がある クラ ス3と4の 活 動 は 個 別 に 通 告 と 審 査 承 認 を 受 ける 必 要 がある 手 続 き( 申 請 通 告 ) 遺 伝 子 組 み 換 え 微 生 物 を 閉 鎖 系 で 扱 うすべての 施 設 (premises)および 活 動 (activity;リ スクに 応 じて 4 段 階 )について HSE に 届 出 の 義 務 がある( 表 3.3 及 び 資 料 2) ( notification form of all premises and individual activities )

42 表 3.3 通 告 (Notification)の 概 要 通 告 のタイプ (Type of Notification) 通 告 の 必 要 性 期 間 (Notification Period) 承 諾 の 必 要 性 (Requirement of Consent) 最 初 の 施 設 使 用 (First use of premises) HSEが 新 施 設 使 用 の 通 告 を 受 領 後 直 ちに 活 動 可 能 不 要 クラス 1 クラス1 活 動 は 通 告 の 必 要 なし 新 施 設 での 最 初 のクラス1 活 動 は リスク 評 価 等 の 情 報 必 要 不 要 クラス 2( 最 初 の 申 請 ) 活 動 開 始 予 定 の45 日 前 までに 通 告 する 必 要 不 要 通 告 後 45 日 以 降 活 動 開 始 可 能 クラス 2(2 回 目 以 降 ) クラス 3またはクラス 4 ( 最 初 の 申 請 ) クラス 3またはクラス 4 (2 回 目 以 降 ) 通 告 の 必 要 あるが HSEが 通 告 受 領 後 直 ちに 活 動 開 始 可 能 活 動 開 始 予 定 の90 日 前 までに 通 告 する 必 要 活 動 開 始 予 定 の45 日 前 までに 通 告 する 必 要 不 要 必 要 HSEは 通 行 受 領 後 日 の 間 に 承 諾 非 承 諾 を 通 知 する 必 要 HSEは 通 行 受 領 後 日 の 間 に 承 諾 非 承 諾 を 通 知 する リスク 評 価 の 実 際 一 般 的 なリスク 評 価 は 以 下 の 手 順 で 実 施 する 1) ヒトの 健 康 に 関 するハザードの 特 定 2) 健 康 ハザードが 実 際 に 起 こる 可 能 性 (likelihood)を 評 価 3) ヒトの 健 康 を 守 るための 封 じ 込 めレベルを 暫 定 的 に 設 定 4) 環 境 に 対 するハザードの 特 定 5) 環 境 ハザードが 実 際 に 起 こる 可 能 性 (likelihood)を 評 価 6) リスク 判 定 表 によるリスクレベル 判 断 (risk determination matrix) 7) 封 じ 込 めレベルの 最 終 設 定 HSEから このリスク 評 価 を 適 切 (in good practice)に 実 施 するためのformatが 出 されてい る ( RISK ASSESSMENT OF GENETICALLY MODIFIED MICRO-ORAGNISMS: A 27

43 FORMAT THAT OFFERS ONE POSSIBLE WAY OF ACHIEVING GOOD PRACTICE 16 ) ここでは すべての 申 請 者 が 考 慮 しなければならない 事 項 (Part1)と 一 定 のリスクがある と 想 定 される 場 合 に 考 慮 しなければならない 事 項 (Part 2&3)に 分 かれており 申 請 者 が 系 統 的 に 必 要 な 評 価 プロセスをとることができるよう 配 慮 されている また 本 format の 仮 訳 を 資 料 3として 収 載 した 英 国 における 遺 伝 子 組 み 換 え 生 物 の 意 図 的 環 境 放 出 に 関 する 規 制 の 概 要 英 国 の GMO の 環 境 放 出 は 英 国 環 境 食 料 農 村 地 域 省 (DEFRA) 17 により 規 制 されて いる GMM( 遺 伝 子 組 み 換 え 微 生 物 )の 使 用 は 基 本 的 に 閉 鎖 系 (Contained Use)のみで 環 境 放 出 (deliberate release)は gene therapy が 数 件 あるのみとのこと 法 律 規 制 英 国 における GMO の 環 境 放 出 は 以 下 の 法 規 則 により 規 制 される Environmental Protection Act 1990 (Section 111 and 112) 18 Genetically Modified Organisms (Deliberate Release) Regulations 本 法 律 の 対 象 範 囲 は 微 生 物 を 含 めたすべての 遺 伝 子 組 み 換 え 生 物 であるが 申 請 が なされているのは 遺 伝 子 組 み 換 え 植 物 と 遺 伝 子 治 療 関 係 遺 伝 子 組 み 換 え 微 生 物 (GMM) については 申 請 承 認 の 手 続 きは 十 分 整 備 されておらず GMM の 環 境 放 出 に 関 してのリ スク 評 価 等 のガイダンス 等 はまだないとのこと これは 英 国 では 当 面 GMM の 環 境 放 出 を 伴 う 申 請 がありそうもないとの 考 え 方 が 一 般 的 で 英 国 ( 欧 州 の 他 の 国 もそうだが)では 環 境 NGO の 影 響 が 大 きいことも 背 景 にあると 思 われる EU 内 で GMM の 意 図 的 環 境 放 出 に 関 して 参 考 文 書 は 以 下 の EFSA 発 行 の 遺 伝 子 組 み 換 え 食 品 のリスク 評 価 ガイダンスがある (Guidance on the risk assessment of genetically modified microorganisms and their products intended for food and feed use) 20 環 境 放 出 の 事 例

44 英 国 における 研 究 開 発 目 的 の 環 境 放 出 の 事 例 は 以 下 の site に 公 開 されている (Collection) Genetically Modified Organisms: applications and consents 21 その 中 でワクチン 等 医 療 目 的 以 外 の GMM の 事 例 としては 抗 真 菌 物 質 生 産 性 を 付 与 し た GM-Pseudomonas 属 細 菌 のフィールド 環 境 での 環 境 影 響 ( 土 壌 細 菌 への 影 響 )の 基 礎 デ ータの 収 集 を 行 うことを 目 的 とした 実 験 がある(04/R39/ 年 ) 22 そこでは 申 請 データ 情 報 と 審 査 した 委 員 会 (ACRE:Advisory Committee on Release to the Environment)のコメン ト アドバイスなどが 閲 覧 できる なお 本 事 例 については 3.6 項 において 詳 細 に 紹 介 す る 英 国 HSE での 面 談 記 録 調 査 概 要 訪 問 日 : 2014 年 1 月 14 日 ( 火 ) 目 的 : 英 国 における GM 微 生 物 の 規 制 動 向 調 査 ( 環 境 影 響 評 価 封 じ 込 め 設 備 等 の 実 態 調 査 ) 出 張 者 所 属 : 須 藤 学 (( 独 ) 製 品 評 価 技 術 基 盤 機 構 バイオテクノロジーセンター) 不 藤 亮 介 ( 一 般 財 団 法 人 バイオインダストリー 協 会 ) 面 談 相 手 Simon Warne PhD; Health Safety Executive (HSE, Biological Agents Hazardous Installations Directorate, Specialist Inspector 英 国 保 険 省 ; 保 険 安 全 局 (Health Safety Executive;HSE) 23 HSE は 職 場 のあらゆる 安 全 性 について 取 り 扱 っているが GMO 行 政 に 関 わる 要 員 は 15 名 ほどで(ただし Non-GM 微 生 物 も 含 めて) そのうち 10 名 が PhD 保 有 者 GMO の 閉 鎖 系 onsents/index.htm

45 使 用 に 関 しては 政 策 提 言 から 申 請 通 知 に 関 するあらゆる 業 務 ( notification) 検 査 (inspection)まで 多 岐 に 渉 り かつ 研 究 開 発 から 商 業 生 産 まであらゆるステージをカバー HSE の 業 務 の 多 くは Lv3, 4 の 高 リスクの GMM 使 用 活 動 の 安 全 審 査 や 検 査 に 割 かれ Lv1, 2 については それほど 関 与 していないとのこと これは 後 述 するように Lv1 は 届 け 出 の 必 要 が 無 く( 最 初 の 使 用 のみ 設 備 情 報 と 実 施 内 容 の 届 けは 必 要 ) また Lv2 もは 実 際 の 審 査 を 行 わず( 書 類 審 査 のみ) また 検 査 も 実 質 的 に 行 われていないためである (よって UK では 年 間 数 百 件 の Lv1 Lv2 の GMM の 閉 鎖 系 使 用 が 実 施 されていると 推 定 されるが HSE はその 実 施 場 所 は 把 握 しているが その 実 施 内 容 をまったく 把 握 していないとのこと) 主 な 質 疑 事 項 (a) ハザードとエンドポイント 一 般 的 な 定 量 的 基 準 は? 今 回 の 調 査 の 主 目 的 は 英 国 の 環 境 影 響 評 価 の 基 本 的 な 考 え 方 (GM 微 生 物 の 環 境 にお ける 他 の 微 生 物 への 影 響 ( 競 合 増 殖 ) 遺 伝 子 伝 搬 )を 調 べることであり そのための 質 問 票 を 事 前 に 送 付 したが HSEからは 定 量 的 な 基 準 (エンドポイント)について 回 答 は 無 かっ た 環 境 微 生 物 は 多 種 多 様 であり 検 出 測 定 も 技 術 的 に 難 しい 場 合 が 多 く 定 量 的 な 取 り 扱 いは 出 来 ない 基 本 的 には 定 性 的 な 取 り 扱 いになる とのコメントであり GMMの 環 境 評 価 においてエンドポイントや 定 量 的 基 準 は 等 に 無 いものと 考 えられた (b) 遺 伝 子 の 水 平 伝 搬 の 考 え 方 は? 挿 入 遺 伝 子 が 他 の 菌 に 移 った 場 合 に 悪 影 響 が 起 こりうるかを 考 える 悪 影 響 は 病 原 性 毒 性 抗 生 物 質 耐 性 が 増 大 するか 否 か? 特 に 臨 床 上 重 要 な 薬 剤 耐 性 は 注 意 する 環 境 中 に 同 じ 遺 伝 子 が 存 在 するかどうかも 考 慮 水 平 伝 搬 の 発 生 頻 度 を 下 げるには 環 境 中 での 生 残 性 を 下 げる 工 夫 が 必 要 ( 生 物 学 的 封 じ 込 め 図 3.4 参 照 ) 30

46 例 ; 宿 主 がTrp 要 求 性 の Salmonella 菌 に 蛇 毒 の 遺 伝 子 を 挿 入 X 環 境 中 の 近 縁 野 生 株 との 交 雑 trp X Trpの 栄 養 要 求 株 ( 環 境 中 で 生 存 能 低 い 株 ) 毒 素 遺 伝 子 の 挿 入 欠 損 部 位 に 挿 入 TRP + 環 境 中 の 近 縁 環 境 中 の 野 生 株 との 交 雑 近 縁 野 生 株 図 3.4 生 物 学 的 封 じ 込 めの 事 例 医 薬 用 の 毒 素 タンパク 等 の 生 産 を 目 的 とし た GMM の 事 例 芳 香 族 アミノ 酸 要 求 性 遺 伝 子 の 部 位 に 目 的 の 外 来 毒 素 遺 伝 子 を 挿 入 するこ 毒 素 遺 伝 子 を 高 生 産 するSalmonella-Trp 野 生 株 が 出 現 し 環 境 中 で 生 き 残 る 挿 入 遺 伝 子 消 失 とで 環 境 中 で 野 生 型 毒 素 生 産 菌 の 出 現 を 抑 制 し 近 縁 菌 への 挿 入 遺 伝 子 の 伝 播 を 防 止 す ることが 期 待 される (c) GMM の 封 じ 込 めの 考 え 方? 条 文 における Contained use の 定 義 : EC- 指 令 では "contained use" means an activity in which organisms are genetically modified are cultured,,, and used in any other way and for which specific containment measures are used to limit their contact with, and to provide a high level of protection for... 下 線 のように " 特 定 の" 封 じ 込 め 方 法 と 汎 用 的 な 表 現 で 記 載 されているのに 対 して UK- 規 則 では and used in any other way and for which physical, chemical or biological barriers or any combination of such barriers are used to limit.. 物 理 的 方 法 に 加 えて 化 学 的 生 物 学 的 封 じ 込 めも 含 めた 形 で 明 示 している 生 物 学 的 封 じ 込 みが 十 分 有 効 であれば 物 理 的 封 じ 込 めが 必 ずしも 必 須 ではないとも 考 えられるが 実 際 HSEでは 十 分 な 生 物 学 的 封 じ 込 めが 施 されたGMM(ヒ 素 の 検 出 レポー ター 遺 伝 子 が 搭 載 されたBacillus subtilis)を 物 理 的 封 じ 込 めなしの 条 件 での 使 用 を 検 討 中 と のこと (これはGMM 菌 をプラスチックケース 等 に 詰 めて 簡 易 水 質 検 査 装 置 とし アフリカな どの 途 上 国 で 水 道 井 戸 水 の 検 査 に 利 用 する 計 画 現 在 EU 本 部 に 使 用 の 可 否 について 打 診 中 とのこと) 廃 棄 物 の 不 活 性 化 (Waste inactivation): EC- 指 令 ではLv1で optional であるのに 対 して UK- 規 則 では validated means で 実 施 31

47 が 要 求 されている( 英 国 の 方 が 厳 しい 基 準 ) ここでvalidated meansは 高 リスクGMMは 100% 殺 菌 ( 加 熱 処 理 )を 低 リスクGMMは 化 学 処 理 または 加 熱 処 理 の 併 用 が 可 能 とされ る 後 者 の 場 合, 5-log reduction すなわち 殺 菌 率 %の 基 準 が 設 けられている (US-TSCAの6-log reductionの 項 (3-2-4) 参 照 ) 排 ガスの 制 御 (Control of exhaust gases from the closes system): 発 酵 槽 から 出 される 排 ガスからのGMMの 排 出 制 御 に 関 して Lv1で は not required, Lv2ではいずれも required so as to minimize release( 漏 洩 を 最 小 限 にする) とされている (この 基 準 はUK- 規 則 とEC- 指 令 で 同 じ) これらの 事 実 から 英 国 において GMMは 低 リスクであれば 必 ずしも 完 全 な 封 じ 込 めを 要 求 されてはおらず 環 境 へ 排 出 される 場 合 もありうることを 示 唆 している(この 点 について HSEの 担 当 者 に 確 認 した) 32

48 3.5.デンマークにおけるバイオテクノロジーの 規 制 にかかわる 枠 組 み デンマークのバイオテクノロジー 規 制 の 概 要 デンマークにおける 遺 伝 子 組 み 換 え 生 物 の 使 用 に 関 わる 法 律 としては 以 下 の3つである 特 に 遺 伝 子 工 学 技 術 の 使 用 については (1)Act on environment and genetic engineeringにより 規 定 されている またこの 法 律 の 目 的 は 自 然 と 環 境 を 保 護 し ヒト 生 命 にとり 持 続 的 な 社 会 発 展 と 野 生 動 植 物 の 保 護 に 貢 献 すること である 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 閉 鎖 系 使 用 及 び 遺 伝 子 組 換 え 生 物 の 意 図 的 環 境 放 出 に 際 しての 申 請 手 続 き リスク 評 価 等 についてはそれぞれ 下 記 のNo.830 及 びNo.831の 法 律 により 規 定 されている また 遺 伝 子 組 換 え 動 植 物 ( 閉 鎖 系 使 用 )はNo.829で 規 制 されている 遺 伝 子 組 換 え 技 術 に 関 する 主 監 督 省 庁 は デ ン マ ー ク 環 境 省 (Danish Ministry of Environment) 24 であり 所 管 機 関 である 森 林 自 然 庁 (Danish Forest and Nature Agency; DFNA) 25 が 申 請 等 の 手 続 き 実 務 を 担 当 している また 同 じく 環 境 庁 所 管 の 環 境 保 護 庁 (Environmental Protection Agency;DEPA)がリスク 評 価 等 の 実 務 面 でDFNAをサポートし 環 境 省 の 最 終 的 な 承 認 決 定 の 判 断 材 料 を 提 供 するとされている 1) Act No. 356 of 6 June 1991 on the Environment and Genetic Engineering ( Consolidated Act No. 981 of 3 December 2002) 26 2) Statutory Order on the approval of production using genetically modified micro-organisms (No. 830 of 3 October 2002) 27 3) Statutory Order on deliberate release into the environment of genetically modified organisms (No. 831 of 3 October 2002) 28 / Annex 29 (その 他 の 関 連 法 ) Statutory Order on the approval of production using genetically modified plants and animals (No. 829 of 3 October 2002) 30 Statutory Order on transport and import of genetically modified organisms(no. 380 of 17 May 2000)

49 3.5.2.デンマークの 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 (GMM)の 閉 鎖 系 使 用 に 関 する 規 制 の 概 要 リスク 評 価 (クラス 分 類 や 評 価 手 順 )の 方 法 や 封 じ 込 め 方 法 は 基 本 的 に EC 指 令 (Directive 2009/41/EC)に 準 拠 して 実 施 される すなわち 法 律 (No.830)の 附 属 文 書 には GMM(O)のリス ク 分 類 封 じ 込 めレベルと 必 要 な 措 置 ( 表 ) リスク 評 価 の 進 め 方 申 請 時 に 要 求 される 事 項 等 法 律 の 骨 格 となる 規 定 が 定 められているが これらは EC 指 令 の 附 属 文 書 や 項 の EC 発 行 のリスク 評 価 ガイダンスとほぼ 同 じである( 内 容 省 略 ) デンマーク 環 境 保 護 庁 NovoZymes 社 との 面 談 記 録 調 査 概 要 訪 問 日 : 2014 年 1 月 16 日 ( 木 ) 目 的 : デンマークの GM 微 生 物 の 規 制 動 向 調 査 ( 環 境 影 響 評 価 の 運 用 実 態 の 調 査 等 ) 出 張 者 所 属 : 須 藤 学 (( 独 ) 製 品 評 価 技 術 基 盤 機 構 バイオテクノロジーセンター) 不 藤 亮 介 ( 一 般 財 団 法 人 バイオインダストリー 協 会 ) 面 談 相 手 環 境 保 護 庁 Environmental Protection Agency (Danish Ministry of Environment) Bende Storgaard Sørensen, GMO Specialist, Pesticider og Genteknologi NovoZymes 社 Denmark) Carsten Hjort, PhD, Senior Director, R&D Expression Technology Jose Arnau, PhD, Group Leader, Strain Approval Support 主 な 質 疑 事 項 デンマーク 環 境 保 護 庁 (DEPA)の 担 当 者 及 び NovoZyme 社 の 担 当 者 が 同 席 した 形 で 面 談 前 半 は NovoZyme 社 からの 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 を 用 いた 酵 素 事 業 の 紹 介 32 があり( 略 ) 後 半 は GMM について 質 疑 意 見 交 換 を 行 った 申 請 登 録 デンマークでは すべての GMM の 利 用 は 閉 鎖 系 使 用 であり 環 境 放 出 の 事 例 は 無 いとのこ と またリスクの 程 度 によらずすべての GMM の 使 用 ( 研 究 開 発 + 産 業 利 用 )について 登 録 制

50 であり DEPA では 年 間 千 件 以 上 の 申 請 書 類 を 扱 い 常 に 多 忙 とのこと これは 低 リスクの GMM については 申 請 機 関 の 判 断 にゆだねている 英 国 とは 事 情 が 異 なる ハザードとエンドポイント 定 量 的 基 準 の 考 え 方 : 今 回 の 主 要 な 調 査 の 目 的 は デンマークの 環 境 影 響 評 価 の 定 量 的 な 基 準 (criteria)やハザ ードやエンドポイント( 守 るべき 環 境 価 値 )の 考 え 方 を 調 査 することである そのために 米 国 や 英 国 と 同 様 に DEPA に 対 して GMM の 環 境 評 価 の 定 量 的 な 基 準 に 関 する 質 問 票 を 事 前 に 送 付 していたが DEPA の 担 当 者 からは 環 境 における 競 合 増 殖 や 遺 伝 子 伝 搬 等 を 対 象 とした 影 響 評 価 の 定 量 的 基 準 について 明 確 な 回 答 は 得 られなかった デンマークでは 英 国 と 同 様 我 々が 想 定 していたような 明 確 な 微 生 物 の 環 境 に 対 する 定 量 的 な 基 準 エンドポイントは 設 定 していないと 考 えられた 封 じ 込 め 設 備 の 運 用 実 態 :( 法 律 No. 830 :Annex4) 物 理 的 封 じ 込 めの 基 準 ( 必 要 な 措 置 )は EC 指 令 の 封 じ 込 め 基 準 と 同 じであって 例 えば 排 ガスの 制 御 は Lv1 では not required ( 不 要 )"で Lv2 では required so as to minimize release( 漏 洩 を 最 小 限 にする) とされている また 容 器 の 漏 洩 防 止 用 のシーリングは Lv1 で は no specific requirement( 要 求 性 なし) Lv2 は"minimize release( 漏 洩 を 最 小 限 にする)"とさ れている このことから 低 リスク GMM では 少 量 であれば 排 ガスまたはシール 部 から 環 境 へ 漏 れ 出 るケースもあると 考 えられた 実 際 担 当 者 から 発 酵 槽 にメカニカルシーリング 等 の 特 別 の 設 備 は 設 けていないとのこと( 通 常 の Non-GM の 発 酵 槽 と 変 わらない) また 廃 棄 物 の 不 活 性 化 に 関 して 法 律 ではリスクの 低 い 菌 (Lv1)では optional とされている 実 際 ヒアリングしたところ 用 いる 菌 の 安 全 性 評 価 の 結 果 に 応 じてケースバイケースでの 対 応 をとるとのことで Lv1 でも 通 常 は 加 熱 殺 菌 (100% 殺 菌 )をするが LMO が 低 濃 度 で 大 量 の 排 水 処 理 が 必 要 な 場 合 などでは 完 全 な 殺 菌 をせず 7-Log reduction ( 最 初 の 濃 度 の 1000 万 分 の 1 以 下 まで 下 げること)を 目 安 にした 処 理 をとる 場 合 があるとのこと これは 組 換 え 菌 が 排 水 とし て 生 きたまま 環 境 に 排 出 される 場 合 (ただし 少 量 であるが)もありえると 考 えられた 日 常 的 に は 会 社 で 排 ガスや 排 水 のおける 生 菌 数 (cfu)の 許 容 基 準 を 定 めて 菌 数 モニタリングを 行 ってい るとのこと 35

51 3.6. 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 環 境 影 響 評 価 の 海 外 の 事 例 調 査 前 項 までに 主 に 各 国 の 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 に 関 する 法 規 制 ガイダンス 及 び 一 部 の 運 用 事 例 について 記 載 した このセクションでは GMM 申 請 にあたって 各 国 の 環 境 影 響 評 価 の 基 準 を 比 較 調 査 し さらに 実 際 に 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 意 図 的 環 境 放 出 に 当 たって 環 境 影 響 評 価 を 行 われた 事 例 ( 英 国 )について 検 討 する 主 要 国 の 環 境 リスク 評 価 に 関 する 要 求 事 項 各 国 の 環 境 影 響 評 価 の 要 求 事 項 について 法 律 ガイダンス 文 書 から 抽 出 したリストを 資 料 -4として 示 す ここでは 比 較 のため 日 本 の 第 一 種 使 用 における 生 物 多 様 性 影 響 評 価 の 実 施 要 領 ( 平 成 15 年 の6 省 告 示 ( 別 表 2)) 33 の 微 生 物 に 関 する5つの 評 価 項 目 に 対 応 して 整 理 した なお 本 資 料 で 米 国 EU 英 国 は3.1.~3.3 項 に 記 載 した 法 規 制 等 から 抜 粋 した カ ナダの 基 準 は New Substances Notification Regulations (Organisms) (SOR/ ) 34 から 抽 出 した また 豪 州 の 基 準 は Application form for licence for dealings with a GMO involving intentional release (DIR) of the GMO into the environment 35 から 抜 粋 した 各 国 の 要 求 項 目 を 比 較 した 場 合 (1) 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 に 関 して 直 接 的 に 他 の 微 生 物 の 減 少 の 有 無 のデータ を 要 求 する 記 述 は 見 当 たらない ただし 米 国 英 国 において 関 連 事 項 として 組 換 え 体 自 身 が 環 境 中 で 増 殖 優 位 性 を 獲 得 しないかどうか また 米 国 では 細 菌 群 集 構 造 への 影 響 等 のデータの 要 求 項 目 の 記 述 がある (2) 病 原 性 や 有 害 物 質 の 産 生 性 に 関 しては 各 国 で 類 似 した 要 求 項 目 が 挙 がっている これは 意 図 的 環 境 放 出 の 場 合 だけでなく 閉 鎖 系 使 用 でも 同 様 に 要 求 されている 閉 鎖 系 使 用 の 場 合 は GMO 暴 露 のリスクが 高 い 実 験 者 ( 作 業 者 )のバイオセーフティーという 観 点 からの 要 求 事 項 である (3) 核 酸 の 水 平 伝 搬 に 関 しては 米 国 では 遺 伝 形 質 の 伝 搬 能 力 の 有 無 が 問 われ 目 安 と してその 頻 度 を10-8 以 下 にするよう 求 めている 可 動 性 プラスミドが 無 いことやトランスポゾ ンの 無 い 染 色 体 への 挿 入 であればこの 数 値 基 準 を 満 たすと 考 えられている( 項 )

52 他 の 国 でも 水 平 伝 搬 能 に 関 する 言 及 はあるが 定 量 的 な 基 準 を 明 示 しているところは 無 い 模 様 以 上 のように 法 律 ガイドライン 上 で 国 により 要 求 事 項 に 差 異 がみられることが 解 った 英 国 における 環 境 リスク 評 価 の 事 例 検 討 英 国 で GMM 環 境 放 出 の 事 例 として 抗 真 菌 物 質 生 産 性 を 付 与 した 遺 伝 子 組 換 え Pseudomonas 属 細 菌 のフィールド 試 験 がある(04/R39/ 年 ) 36 これは 土 壌 中 での 生 残 性 や 他 の 細 菌 への 影 響 等 の 基 礎 データの 収 集 を 行 うことを 目 的 としたフィールド 実 験 であ り GMM の 環 境 への 影 響 を 実 験 的 に 検 証 するために 英 国 環 境 食 料 農 村 地 域 省 (DEFRA)が National Environment Reserch Council に 委 託 して 実 施 したものである 環 境 放 出 試 験 の 概 要 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 ; 小 麦 等 広 範 な 植 物 圏 に 生 息 する 非 病 原 性 の Pseudomonas fluorescens (SBW25 株 )に phenazine 系 抗 生 物 質 の 生 合 成 遺 伝 子 とネオマイシン 耐 性 遺 伝 子 を 導 入 した 株 (23.10 株 ) Phenazine 系 抗 生 物 質 は 植 物 病 Pythium 属 に 有 効 な 抗 カビ 剤 環 境 放 出 条 件 : Rothamsted Research, 内 の 土 壌 (69 平 方 メートル 以 内 )に GMM を 最 大 5x10 12 菌 数 を 放 出 する 目 的 : GMM(23.10 株 )の 環 境 に 生 息 する 微 生 物 への 影 響 を 評 価 すること 本 GMM が 植 物 根 に 定 着 性 があるので 非 GM 小 麦 を 試 験 土 壌 に 植 えてその 植 物 への 影 響 も 検 討 する 環 境 影 響 評 価 の 要 求 事 項 と 提 出 された 評 価 結 果 本 申 請 は いくつかの 条 件 ( 必 要 に 応 じて 査 察 を 受 けること 実 験 土 壌 をフェンスで 囲 って 動 物 の 侵 入 を 防 ぐ 混 栽 する 小 麦 の 他 に 近 傍 で 小 麦 を 植 えない 試 験 後 小 麦 を 回 収 後 もす べての 生 育 する 植 物 を 回 収 すること( 週 一 回 程 度 ) 等 )を 付 して 実 施 が 承 認 されている なお この 審 査 承 認 に 関 わった Advisory Committee の 公 開 コメントで 本 試 験 が 承 認 されたポイン トとして (1) 発 現 している 外 来 遺 伝 子 は 既 に 他 の 土 壌 微 生 物 の 中 に 存 在 している (2) 放 出 範 囲 が 小 さいこと (3) 宿 主 株 (SBW25)は 動 植 物 やヒトに 対 して 病 気 を 起 こさないこと の 3 点 を 挙 げており 環 境 放 出 の 審 査 の 際 の 基 本 的 な 考 え 方 を 示 していると 思 われる 36 nsents/index.htm 37

53 以 下 に 日 本 の 第 一 種 使 用 における 生 物 多 様 性 影 響 評 価 の 実 施 要 領 ( 平 成 15 年 の6 省 告 示 ) 37 における 微 生 物 の 評 価 項 目 ( 別 表 2)のうち ここでは (A) 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 と (B) 核 酸 を 水 平 伝 搬 させる 性 質 について Defra に 提 出 された 環 境 評 価 報 告 書 (Application(pdf))から 関 連 する 要 求 事 項 とそれに 対 する 回 答 ( 評 価 結 果 )を 抜 粋 し 表 3.4 に 記 載 する 本 事 案 は 当 該 GMM 菌 の 産 業 利 用 を 図 るための 申 請 というより 本 菌 株 を 環 境 放 出 し た 場 合 の 土 壌 生 態 系 ( 特 に 他 の 微 生 物 菌 叢 )の 影 響 を 調 べ 今 後 の GMM の 環 境 リスク 評 価 手 法 を 構 築 するためのデータ 収 集 の 意 味 合 いが 強 い そのためか 多 くの 詳 細 な 質 問 項 目 が 設 定 されている 現 在 英 国 Defra からは GMM の 意 図 的 な 環 境 放 出 のための 環 境 評 価 手 法 は 提 示 されていないが(HSE 担 当 者 のコメント) これらの 資 料 に 記 載 された 事 項 は 英 国 の 規 制 当 局 (Defra)の GMM の 環 境 放 出 リスクに 対 しての 基 本 的 な 考 え 方 を 伺 うことが 出 来 る ( 表 3.4- A) 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 < 競 合 有 害 物 質 の 産 生 等 により 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 を 持 つか?> 要 求 項 目 評 価 結 果 ( 回 答 ) Pseudomonas は 長 期 間 生 残 する 構 造 体 は 持 たない 多 生 残 増 殖 分 散 に 関 係 する 生 物 学 的 性 質 は?(QU56) 能 性 があって 悪 環 境 に 対 する 耐 性 を 有 する 植 物 病 原 性 カビ(Pythium 属 )に 対 して 組 換 え 体 はカビの 胞 子 発 芽 や 感 染 性 をより 強 く 抑 制 するが 生 残 性 増 殖 等 では 野 生 株 と 組 換 え 体 で 差 が 無 い(ラボ 及 び 人 工 生 態 系 試 験 ) (a) 温 度 (4 度 以 下 37 度 以 上 で 生 育 不 可 ) (b) 栄 養 性 ( 植 物 浸 出 液 を 栄 養 源 ) (c) 湿 度 (ある 程 度 の 乾 燥 耐 性 生 残 性 や 増 殖 誠 意 影 響 を 及 ぼ すことが 知 られている( 予 想 され る) 環 境 条 件 は?(QU57) (~RH60%) (d) 競 合 捕 食 寄 生 (これらの 因 子 は 不 明 ただし 野 生 株 及 び 組 換 え 体 は 小 麦 根 組 織 で 生 残 不 可 ),(e)ph( 中 性 ~ 弱 アルカリで 生 育 ) 粘 着 性 の 分 泌 物 を 出 すため 風 水 での 拡 散 分 散 は 限 定 的 雨 水 による 植 物 や 土 壌 からの 拡 散 は 小 範 囲 で 起 こり

54 える( 周 囲 を1m のガードで 囲 うのは 拡 散 防 止 に 効 果 的 ) 昆 虫 ( 特 に 植 害 性 毛 虫 )や 鳥 などの 動 物 も 拡 散 の 要 因 と なる 環 境 中 で 当 該 GMM が 極 端 に 菌 数 を 増 加 させる 可 能 性 はある か?(QU66) GMM は 親 株 ( 宿 主 )に 比 べて の 競 争 優 位 性 は あ る か? (QU67) 当 該 GMM が 分 散 された 場 合 には 親 株 と 同 等 の population( 菌 密 度 )をとると 考 えられる(このことはマーカ ーのついた 菌 株 を 用 いることで 検 証 可 能 である) 組 換 え 体 は 野 生 株 と 同 等 の 挙 動 を 示 すと 予 想 される( 本 試 験 で 検 証 する) 当 該 菌 (Pseudomonas fluorescens) は 植 物 病 害 カ ビ タ ー ゲ ッ ト 生 物 を 特 定 す る GMM とターゲット 生 物 との 相 互 作 用 は?(QU68 & 69) (Pythium 属 )に 対 する 生 物 農 薬 剤 である また 当 該 菌 は 植 物 圏 の 定 着 者 であるので 小 麦 などの 葉 や 根 に 定 着 すると 予 想 される GMM はターゲット( 小 麦 )に 対 しての 病 害 性 は 知 られていない 影 響 を 受 けるかもしれない 非 タ ーゲット 生 物 の 特 定 (QU70) GMM の 環 境 放 出 により 環 境 中 の 固 有 細 菌 叢 似 たい して 特 段 の 影 響 を 及 ぼさないと 考 えられる( 本 放 出 試 験 で 検 証 する) 39

55 ( 表 3.4-B) 核 酸 を 水 平 伝 搬 する 性 質 < 核 酸 を 野 生 動 植 物 又 は 他 の 微 生 物 に 伝 搬 する 性 質 を 持 つか?> 要 求 項 目 評 価 結 果 ( 回 答 ) ( 当 該 菌 が) 自 然 界 において HGT が 起 こることが 知 られて いるか?(QU10) 固 有 ベクターの 移 動 性, 特 異 性 及 び 環 境 耐 性 を 付 与 する 遺 伝 子 の 存 在 の 有 無 (QU12-f) GMM や 挿 入 遺 伝 子 を 構 築 す るために 用 いたベクターや 非 コ ード 配 列 情 報 (QU16) 様 々な 手 法 によっても 染 色 体 外 DNA を 検 出 できない incp プラスミド RP4を 維 持 できない (プラスミドフリー) プラスミドは 存 在 しない プラスミド 複 製 起 点 (orit) 及 び トランスポゾンとの 相 同 性 配 列 は 無 い(ハイフ リタ イセ イション 試 験 ) これら 配 列 は 構 築 GMM には 存 在 しない(マーカー 遺 伝 子 は 除 く) GMM の 構 築 に 際 して 遺 伝 子 交 換 と 代 謝 的 欠 損 の 可 能 性 を 最 小 化 することと 検 出 を 容 易 にするように 設 計 し ている 挿 入 ベクターの 移 動 頻 度 と 遺 伝 子 水 平 伝 搬 能 及 びその 検 出 法 (QU12-f) 可 動 性 の 自 殺 ベクターを 用 いて PCA オペロン 遺 伝 子 を 導 入 している 目 的 遺 伝 子 は 染 色 体 に 組 み 込 まれて 初 めて 発 現 が 可 能 になる(プラスミドは 宿 主 で 複 製 できな い) マーカー 遺 伝 子 の 部 位 は 遺 伝 的 に 安 定 またはマーカ ー 遺 伝 子 の 挿 入 は 表 現 形 質 で より 詳 細 な 位 置 や 配 向 はサザンハイブリで 確 かめられる 環 境 放 出 後 の 遺 伝 子 水 平 伝 搬 能 の 有 無 は? (QU61) (a) GMM から 環 境 中 の 生 物 への 伝 搬 当 該 菌 はファージによる 伝 搬 能 が 無 いことを 確 認 してい る プラスミドは 持 たない( 前 述 ) また 形 質 転 換 に 関 して 本 菌 は 自 然 環 境 中 で competent ではなく 実 験 室 にお ける 最 適 条 件 下 でもその 効 率 頻 度 は 低 い 当 該 GMM は 遺 伝 的 にも 表 現 形 質 上 でも 安 定 (b) 環 境 中 の 固 有 生 物 から GMM への 伝 搬 植 物 圏 においては 接 合 プラスミドによる 伝 搬 の 可 能 性 が 高 いが もともと 自 然 界 では 接 合 の 起 こる 頻 度 は 極 め 40

56 て 低 い テンサイの 根 圏 から 分 離 したプラスミドの 一 つが 親 株 中 で 維 持 されることが 確 認 された しかし 組 換 え 体 から 染 色 体 上 マーカー 遺 伝 子 の 伝 搬 は 起 こらなかった (in vitro 試 験 ) ( 試 験 土 壌 中 に 当 該 菌 に 対 して 伝 搬 能 のある 接 合 プラスミドが 存 在 するかどうか 今 回 の 試 験 で 検 証 予 定 ) 挿 入 遺 伝 子 の 安 定 性 を 保 証 す る 手 法 と 遺 伝 子 の 拡 散 を 防 ぐ (または 最 小 化 する) 遺 伝 形 質 は?(QU63) 組 換 え 体 や 挿 入 遺 伝 子 の 生 残 性 を 制 限 する 自 殺 ベクタ ーは 組 み 込 まれていない 組 換 え 体 は 遺 伝 子 伝 播 を 最 小 化 するよう 設 計 されているが 挿 入 遺 伝 子 の 伝 搬 頻 度 は 他 の 染 色 多 部 位 に 挿 入 したものと 同 じ 当 該 菌 は 自 然 の 植 物 圏 微 生 物 コミュニティにおいて GMM を 環 境 放 出 後 に 想 定 外 の 望 ましくない 性 質 が 発 現 する 可 能 性 はないか? (QU62) 無 害 の 菌 と 考 えられていて 動 植 物 やヒトの 病 原 菌 では ない PCA 遺 伝 子 導 入 は 当 該 GMM に 機 能 的 な 優 位 性 を 与 えるかもしれない( 特 にターゲットの 病 原 性 カビが 高 密 度 に 存 在 する 環 境 では) 41

57 4. 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 第 一 種 使 用 等 における 安 全 性 評 価 手 法 の 検 討 4.1. 基 本 的 な 考 え 方 検 討 すべき 項 目 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 使 用 等 の 規 制 による 生 物 の 多 様 性 の 確 保 に 関 する 法 律 (カル タヘナ 法 )に 基 づく 第 一 種 使 用 等 ( 開 放 系 利 用 )の 審 査 を 受 ける 際 の 評 価 項 目 を 定 めた 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 第 一 種 使 用 等 による 生 物 多 様 性 影 響 評 価 実 施 要 領 では 微 生 物 の 評 価 項 目 として 病 原 性 毒 素 産 生 周 辺 の 生 物 への 影 響 等 が 掲 げられている 海 外 調 査 の 事 例 調 査 でも 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 と 遺 伝 子 の 水 平 伝 播 に 関 して は 参 考 となる 共 通 の 考 え 方 は 明 示 できているわけではない そこで 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 宿 主 として 用 いる 微 生 物 の 病 原 性 毒 素 産 生 性 導 入 遺 伝 子 の 生 産 物 の 評 価 の 項 目 以 上 に この 二 点 については 委 員 会 でも 重 要 な 論 議 の 対 象 と なった とくに 動 植 物 には 無 く 微 生 物 にもつ 固 有 の 課 題 種 の 多 様 性 遺 伝 子 伝 播 につ いては 今 後 も 継 続 しての 論 議 が 必 要 である 4.2. 環 境 微 生 物 の 多 様 性 遺 伝 子 組 換 え 生 物 の 利 用 形 態 としては 開 放 系 での 利 用 を 目 的 とした 第 一 種 利 用 と 閉 鎖 系 での 利 用 を 目 的 とした 第 二 種 利 用 があるが 特 に 農 業 分 野 においては 第 一 種 利 用 が 盛 んに 行 われ すでに 我 が 国 を 除 く 世 界 各 国 で 商 業 栽 培 が 行 われている 一 方 組 換 え 微 生 物 の 利 用 については 鉱 工 業 医 療 分 野 において 閉 鎖 系 バイオリアクターを 利 用 した 組 換 え 微 生 物 による 有 用 物 質 生 産 や 医 薬 品 原 料 などの 生 産 すなわち 第 二 種 利 用 が 盛 んに 行 わ れているが 我 が 国 における 開 放 系 での 利 用 すなわち 第 一 種 利 用 は 皆 無 である これは 組 換 え 微 生 物 の 開 放 系 での 利 用 に 関 わる 安 全 性 の 評 価 が 必 ずしも 容 易 ではなく その 具 体 的 な 評 価 基 準 が 明 確 になっていないことがその 一 因 となっている 組 換 え 微 生 物 の 安 全 性 評 価 特 に 生 物 多 様 性 への 影 響 評 価 については 平 成 15 年 に 策 定 されたカルタヘナ 法 ( 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 使 用 等 の 規 制 による 生 物 多 様 性 の 確 保 に 関 する 法 律 )に 準 じた 生 物 多 様 性 への 影 響 評 価 が 重 要 となるため この 法 律 に 基 づいた 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 第 一 種 使 用 等 による 生 物 多 様 性 影 響 評 価 実 施 要 領 の 沿 った 安 全 性 の 評 価 が 重 要 である 生 物 多 様 性 影 響 評 価 においては 自 然 界 に 生 息 する 動 物 植 物 微 生 物 への 影 響 評 価 が 必 要 となってくるが ヒトも 含 めた 動 物 ( 家 畜 )への 病 原 性 や 毒 性 主 要 農 作 物 や 花 卉 に 対 する 病 原 性 については 既 に 長 い 研 究 の 歴 史 があり 微 生 物 の 種 ( 場 合 によっ ては 株 レベルまで)を 同 定 することによりその 特 性 を 評 価 することが 可 能 である しかしなが 42

58 ら 環 境 微 生 物 の 多 様 性 に 対 する 影 響 評 価 については 未 だ 充 分 な 知 見 が 得 られていないた め その 評 価 は 極 めて 困 難 である 環 境 微 生 物 の 多 様 性 への 影 響 を 評 価 するための 一 つの 方 法 は 導 入 する 微 生 物 をこれ まで 利 用 してきた 微 生 物 との ファミリアリティー や 実 質 的 同 等 性 ( 前 年 度 報 告 書 参 考 )か ら 評 価 する 方 法 である しかしながら このような 方 法 が 有 効 に 使 えない 場 合 には 組 換 え 微 生 物 が 導 入 される 環 境 に 生 息 する 微 生 物 の 多 様 性 をまず 理 解 した 上 で その 多 様 性 に 対 する 影 響 を 考 察 してみることが 重 要 と 思 われる 本 項 においては 組 換 え 微 生 物 の 開 放 系 利 用 において その 受 け 手 となる 環 境 微 生 物 の 多 様 性 について 理 解 することにより 安 全 性 評 価 のための 一 助 としたい 極 めて 多 様 な 環 境 微 生 物 群 16SリボソーマルRNAの 塩 基 配 列 を 利 用 した 微 生 物 の 系 統 分 類 手 法 の 進 展 により 多 様 な 微 生 物 の 世 界 が 明 らかにされつつある 1987 年 の 段 階 で12の 門 レベルでの 系 統 群 しか なかったバクテリアは 2005 年 の 段 階 では80 門 にまで 増 えており 現 在 でも 新 たな 門 レベ ルのバクテリアの 記 載 が 進 められている また その 解 析 が 遅 れていたアーキアについても 同 様 の 研 究 の 進 展 が 認 められており 現 在 でも 新 属 新 種 の 微 生 物 が 多 数 報 告 されてきて いる 一 方 各 種 環 境 の 微 生 物 は 一 般 的 な 手 法 で 分 離 培 養 できないものがほとんどであり 現 在 も 分 離 培 養 への 挑 戦 が 続 いているにもかかわらず 自 然 環 境 に 生 息 する 全 微 生 物 のうち 分 離 培 養 可 能 な 微 生 物 は1% 以 下 であるといわれている 各 種 水 処 理 プロセスなどの 人 工 的 な 環 境 に 生 息 する 微 生 物 でさえも 分 離 培 養 可 能 な 微 生 物 は10% 以 下 である 特 に 生 物 学 的 リン 除 去 に 関 わる 微 生 物 窒 素 除 去 に 重 要 なアナモックス 菌 など 水 処 理 プロセスで 重 要 な 役 割 を 果 たしており しかもそのプロセスで 優 先 化 している 微 生 物 ほど 分 離 培 養 でき ていないという 現 実 がある 一 方 現 在 分 離 培 養 され 特 に 遺 伝 子 組 換 え 等 に 利 用 されてい る 微 生 物 は 自 然 界 では 決 して 優 先 種 ではない 場 合 が 多 く 単 に 分 離 培 養 技 術 を 介 して 研 究 が 進 んでいるだけであるといっても 過 言 ではない 微 生 物 の 増 殖 微 生 物 が 特 定 の 環 境 下 に 生 息 しているということは その 環 境 には 微 生 物 が 増 殖 するた めに 必 要 な 栄 養 源 すなわち 餌 (エネルギー 源 菌 体 構 成 成 分 )があることが 必 須 である そ 43

59 れでは エネルギー 源 にはどのようなものがあるのだろうか 有 機 物 をエネルギー 源 とする 微 生 物 ( 従 属 栄 養 細 菌 )は 基 本 的 には 植 物 が 生 産 する 炭 素 化 合 物 を 利 用 する 一 方 で 無 機 物 をエネルギー 源 とする 微 生 物 ( 独 立 栄 養 細 菌 )は 還 元 型 の 無 機 物 (NH3, S, Fe, Mnなど) を 酸 化 する 時 に 発 生 するエネルギーを 利 用 している 植 物 と 同 じように 光 合 成 が 可 能 な 微 生 物 (シアノバクテリアや 光 合 成 細 菌 )は 光 を 唯 一 のエネルギー 源 として 利 用 できるものいる また 微 生 物 が 増 殖 するためにはエネルギー 源 のみならず 菌 体 を 造 り 上 げるための 菌 体 構 成 成 分 も 必 要 となり 主 な 必 要 元 素 としてはC, N, P, K, S, Na, Fe, Ca, Mg, Coなどが 上 げられ る その 他 の 微 量 元 素 も 必 要 となる このような 元 素 の 中 では 自 然 界 では 特 にN, Pが 不 足 し ている 場 合 が 多 い したがって 石 油 系 化 合 物 で 汚 染 された 土 壌 等 のバイオスティミュレー ションでは 分 解 微 生 物 の 増 殖 の 律 速 因 子 となっているN, Pを 添 加 することによって 分 解 微 生 物 の 増 殖 を 促 進 する 通 常 の 土 壌 環 境 への 餌 の 供 給 それでは 通 常 の 土 壌 環 境 への 微 生 物 が 増 殖 するために 必 須 な 餌 の 供 給 はどのようにな っているのだろうか 有 機 エネルギー 源 の 環 境 への 供 給 は 基 本 的 には 光 合 成 によって 有 機 物 を 合 成 できる 植 物 由 来 の 有 機 物 であり 植 物 種 子 植 物 果 実 植 物 遺 体 等 として 供 給 さ れる 根 圏 では 根 から 直 接 有 機 物 が 分 泌 される 場 合 もある 無 機 エネルギー 源 の 供 給 は 植 物 遺 体 由 来 のタンパク 質 から 分 解 されて 生 成 するNH4があるが その 他 は 温 泉 や 火 山 な どの 特 殊 環 境 由 来 のイオウなどに 限 られている このように 環 境 微 生 物 の 増 殖 は 餌 の 供 給 に 律 速 されており かってに 増 えることはあり 得 ない 環 境 へ 放 出 された 組 換 え 微 生 物 が 増 殖 するかどうかは 放 出 された 組 換 え 微 生 物 の 餌 がその 環 境 に 豊 富 にあり しかも 他 の 常 在 菌 に 競 合 して 利 用 できるかどうかにかかっている 以 上 のように 環 境 微 生 物 の 増 殖 に 最 も 影 響 を 及 ぼすのは 有 機 物 などの 餌 の 供 給 であり 有 機 物 量 としてわずかな 量 の 微 生 物 を 添 加 しても 微 生 物 相 全 体 に 対 する 影 響 は 極 めて 少 ないと 考 えられる 一 般 的 な 土 壌 環 境 への 餌 の 供 給 速 度 量 特 定 環 境 に 生 息 している 微 生 物 の 増 殖 速 度 あるいは 特 定 環 境 に 導 入 された 微 生 物 の 増 殖 速 度 を 予 測 する 場 合 に 重 要 な 点 は その 環 境 への 餌 の 供 給 速 度 と 量 の 予 測 が 最 も 重 要 となる 例 えば 森 林 土 壌 を 想 定 した 場 合 落 葉 落 枝 果 実 や 種 子 による 供 給 や 菌 体 構 成 成 分 として 必 要 な 無 機 物 は 鳥 の 糞 昆 虫 の 死 骸 のような 形 で 供 給 されることになる また 44

60 農 業 用 土 壌 には 腐 葉 土 等 有 機 質 肥 料 窒 素 肥 料 作 物 遺 体 のような 形 で 供 給 される 一 方 汚 染 土 壌 などでは ガソリン 等 各 種 の 化 学 物 質 などが 上 げられる ところで 一 般 的 な 環 境 の 微 生 物 の 平 均 的 増 殖 速 度 とは 一 体 どの 程 度 なのであろうか 特 定 環 境 の 微 生 物 の 平 均 的 な 増 殖 速 度 は 我 が 国 における 植 物 の 生 長 が 一 年 周 期 になっ ているとして 年 単 位 で 考 えてみると 餌 の 供 給 速 度 (g/m2 year) 存 在 する 微 生 物 量 (g/m2) ( 有 機 物 を 利 用 する 場 合 の 菌 体 収 率 )で 表 される 実 際 のどの 程 度 の 数 字 になるかははっきりしないが 環 境 微 生 物 の 増 殖 速 度 は 極 めて 遅 いと 推 定 される 一 般 的 な 分 離 培 養 微 生 物 の 増 殖 速 度 は/hrの 単 位 で 表 すことが 多 いが 廃 水 処 理 プロセスの 微 生 物 の 増 殖 速 度 は/dayのオーダー 環 境 微 生 物 の 平 均 的 な 増 殖 速 度 は 上 述 の 観 点 からは /yearのオーダーになるものと 推 定 され 分 離 培 養 微 生 物 の 増 殖 速 度 に 比 較 する 極 めて 低 いことがわかる これは 一 般 的 な 環 境 では 利 用 可 能 な 餌 となる 有 機 物 濃 度 が 極 めて 低 い ことによるものと 思 われる 一 方 で 果 物 が 落 ちてきた 特 殊 な 微 小 環 境 などは 瞬 間 的 には 糖 濃 度 で10%というようなリアクター 内 の 基 質 濃 度 に 近 くなる このような 微 小 環 境 での 特 定 の 微 生 物 の 増 殖 速 度 は 極 めて 高 いことが 想 像 できるが 生 育 の 範 囲 は 極 めて 限 られた 範 囲 となる 一 般 的 な 発 酵 生 産 に 利 用 される 分 離 培 養 微 生 物 はこのような 環 境 で 優 先 化 して いるのではないだろうか 環 境 微 生 物 はなぜこれほど 多 様 なのか これまでに 記 載 された 原 核 生 物 種 の 数 は10,000 種 程 度 であるが 環 境 微 生 物 ゲノム の 解 析 結 果 が 幾 何 級 数 的 に 増 加 してきており 実 際 には 数 十 万 種 とも 数 百 万 種 ともいわれ ている それでは なぜ 環 境 微 生 物 はこれほど 多 様 なのであろうか まずは 地 球 上 には 熱 帯 から 寒 帯 まで 温 度 の 多 様 性 さらには 熱 帯 雨 林 サバンナ 砂 漠 といった 水 分 の 多 様 性 な ど マクロな 環 境 の 多 様 性 があるが 微 生 物 にとっては 極 めて 小 さいが 故 の 生 息 環 境 の 多 様 性 がある たとえば 土 壌 を 構 成 する 砂 礫 粘 度 植 物 遺 体 表 面 といった 微 生 物 の 大 き さで 見 た 時 のミクロで 不 均 一 な 物 理 的 な 環 境 に 対 応 した 微 生 物 の 多 様 性 植 物 遺 体 由 来 の セルロース ヘミセルロース リグニン 腐 植 質 色 素 アルカロイド 等 多 様 な 有 機 物 の 種 類 濃 度 に 対 応 した 微 生 物 の 多 様 性 ミクロな 視 点 での ph 酸 素 濃 度 窒 素 リン 等 の 濃 度 の 違 いによる 多 様 な 環 境 に 対 応 した 微 生 物 の 多 様 性 季 節 変 動 温 度 変 動 酸 素 濃 度 変 動 等 各 種 の 変 動 に 対 応 した 微 生 物 の 多 様 性 などが 上 げられる 一 方 で 多 種 多 様 な 微 生 物 が 生 息 する 自 然 環 境 では プラスミド ウイルス ファージ トランスポゾン インテグロン 等 水 平 移 45

61 動 可 能 な 遺 伝 子 を 介 した 遺 伝 子 の 授 受 が 属 種 を 超 えて 頻 繁 におこっていることが 近 年 のメ タゲノム 解 析 により 明 らかにされつつある このような 遺 伝 子 の 水 平 伝 播 による 多 様 な 進 化 も 微 生 物 進 化 と 多 様 性 の 獲 得 に 大 きな 役 割 を 果 たしていると 考 えられる 環 境 中 基 質 濃 度 と 微 生 物 の 増 殖 速 度 微 生 物 の 増 殖 速 度 は μ=μm S/(Ks+S)で 表 され 特 定 環 境 での 特 定 の 微 生 物 の 増 殖 速 度 は その 微 生 物 固 有 が 持 っている 最 大 増 殖 速 度 (μm) 基 質 親 和 性 (Ks)と 環 境 中 の 基 質 濃 度 (S)で 決 定 される 微 生 物 を 発 酵 タンクで 培 養 する 場 合 には 基 質 濃 度 が 高 いた め S/(Ks+S)がほぼ1となり 最 大 増 殖 速 度 で 増 殖 する 一 方 で 通 常 の 土 壌 環 境 では 有 機 物 の 濃 度 は 極 めて 低 い( 特 に 分 解 されやすい 糖 類 やアミノ 酸 類 など)ことから 特 定 の 微 生 物 が 持 っている 最 大 増 殖 速 度 で 増 殖 することはほとんど 無 いと 言 える あるとすれば 落 ちてきたばかりの 果 物 の 下 ぐらいである このような 低 栄 養 環 境 では 最 大 増 殖 速 度 (μm)よ りも 基 質 親 和 性 (Ks)の 方 が 重 要 であり 低 い 基 質 濃 度 に 高 い 親 和 性 を 持 つ 最 大 増 殖 速 度 の 遅 い 微 生 物 が 有 利 となる 以 上 のように 同 じ 基 質 に 対 してもその 基 質 濃 度 に 対 応 した 微 生 物 の 多 様 性 が 維 持 されると 推 定 される 導 入 遺 伝 子 の 水 平 伝 播 と 拡 散 組 換 え 微 生 物 に 導 入 された 遺 伝 子 の 伝 播 と 拡 散 が 継 続 的 に 進 むためには 遺 伝 子 導 入 されたホスト 微 生 物 が 導 入 環 境 でさらに 増 殖 し そのホスト 微 生 物 の 増 殖 に 伴 って 導 入 され た 遺 伝 子 も 増 加 する 必 要 がある また 導 入 された 組 換 え 遺 伝 子 が 他 の 微 生 物 に 水 平 伝 播 し この 伝 播 した 遺 伝 子 がさらに 拡 散 するためには 遺 伝 子 を 受 け 取 った 微 生 物 が 遺 伝 子 を 受 け 取 っていない 元 の 微 生 物 よりも 増 殖 速 度 が 高 く さらに 増 殖 する 必 要 がある すなわち 水 平 伝 播 した 遺 伝 子 がその 環 境 での 微 生 物 の 増 殖 に 有 利 に 働 くことにより 特 定 の 環 境 で 維 持 されやすくなるが 逆 に 水 平 伝 播 した 遺 伝 子 がその 環 境 で 特 に 有 利 に 働 かない 場 合 に は 自 然 に 淘 汰 されるものと 予 想 される たとえば 環 境 汚 染 物 質 分 解 遺 伝 子 を 組 換 えた 微 生 物 を 環 境 汚 染 土 壌 に 導 入 した 場 合 は 環 境 汚 染 物 質 が 存 在 する 間 は 有 利 に 働 くが 分 解 が 終 了 した 時 点 でその 有 利 性 はなく なるため その 後 自 然 に 淘 汰 されると 考 えるのが 自 然 である また 第 二 種 利 用 に 使 用 され るような 組 換 え 微 生 物 の 組 換 え 遺 伝 子 で 環 境 での 生 存 増 殖 に 有 利 になると 思 われる 遺 伝 子 は 必 ずしも 多 くない 46

62 導 入 微 生 物 の 生 残 性 ある 特 定 環 境 を 構 成 する 微 生 物 群 は その 環 境 を 構 成 する 先 に 述 べたような 各 種 の 要 因 で 決 定 され 基 本 的 には 環 境 要 因 の 変 動 がなければ 大 きな 変 動 は 示 さないものと 推 定 され る また 特 定 環 境 における 優 先 微 生 物 種 も 同 様 に 最 終 的 には 環 境 により 決 定 されため 仮 に 特 定 の 微 生 物 を 導 入 したとしても 導 入 した 微 生 物 種 には 大 きな 影 響 を 受 けないことが 予 想 される 導 入 された 微 生 物 が 優 先 化 する 条 件 は そもそも 優 先 種 となるべき 微 生 物 がその 環 境 に 存 在 しなかった 場 合 であるが そのような 環 境 は 地 球 上 にはほとんどない トリハロメ タン 等 有 機 塩 素 化 合 物 に 汚 染 された 地 下 水 などでは そのような 場 合 が 見 受 けられる 稀 な 例 である 一 般 的 な 芳 香 族 化 合 物 等 は 植 物 由 来 の 複 雑 なリグニンやアルカロイド 等 により 常 に 供 給 されている したがって 通 常 の 環 境 にはその 分 解 菌 が 常 在 していると 考 えた 方 が 正 しいのではないだろうか さらには 放 線 菌 の 二 次 代 謝 産 物 には 抗 生 物 質 などの 多 様 な 化 学 物 質 が 存 在 することから このような 複 雑 な 二 次 代 謝 産 物 分 解 菌 もわずかながら 生 息 して いることが 想 定 される 以 上 のように 特 定 の 環 境 に 導 入 した 微 生 物 が 既 に 生 息 している 常 在 微 生 物 に 競 合 して 増 殖 し 生 残 することは 必 ずしも 容 易 ではない さらに 自 然 界 には 微 生 物 を 補 食 する 原 生 動 物 や 後 生 動 物 なども 存 在 する 活 性 汚 泥 処 理 プロセスに 生 息 している 各 種 の 原 生 動 物 は 処 理 プロセスで 増 殖 する 分 散 性 の 細 菌 を 捕 食 除 去 することにより 処 理 水 質 の 向 上 に 役 立 って いるが このような 原 生 動 物 はフロックを 形 成 する 活 性 汚 泥 処 理 に 重 要 な 凝 集 性 の 細 菌 を 補 食 することはできない このような 観 点 から 見 てみると 組 換 え 微 生 物 のような 増 殖 速 度 の 速 い 分 散 性 の 細 菌 は 自 然 環 境 下 特 に 水 系 などでは 原 生 動 物 の 捕 食 作 用 を 受 けやすい 環 境 微 生 物 の 多 様 性 と 安 全 性 評 価 以 上 組 換 え 微 生 物 の 開 放 系 利 用 において その 受 け 手 となる 環 境 微 生 物 の 多 様 性 につ いて 考 察 してきた フラスコや 培 養 装 置 のように 殺 菌 や 滅 菌 が 可 能 な 容 器 を 用 いる 場 合 には 完 全 に 無 菌 的 な 環 境 を 人 工 的 に 作 製 することができるが 自 然 環 境 や 農 耕 作 地 排 水 処 理 施 設 等 の 人 工 生 態 系 などの 開 放 系 環 境 では 無 菌 的 な 環 境 は 存 在 しない 熱 水 環 境 や 高 塩 濃 度 環 境 強 酸 性 やアルカリ 環 境 といった 極 限 環 境 でさえも 多 様 な 微 生 物 が 生 息 している 通 常 の 土 壌 には1g あたり10の 8 乗 から9 乗 程 度 の 微 生 物 が 生 息 し 生 物 学 的 排 水 処 理 シ ステムなどでも1ml 当 たり 同 程 度 の あるいはそれ 以 上 の 微 生 物 が 生 息 している この 生 息 47

63 微 生 物 の 内 分 離 培 養 可 能 な 微 生 物 は 全 微 生 物 の1%あるいはそれ 以 下 であり 分 離 培 養 できない 微 生 物 がそれぞれの 環 境 で 重 要 な 役 割 を 担 っていると 考 えられる このように 既 に 多 種 多 様 な 微 生 物 が 生 息 している 開 放 系 の 環 境 で 特 定 の 分 離 培 養 微 生 物 を 優 先 的 に 増 殖 させ その 機 能 を 発 揮 させることは 簡 単 ではないことは 明 確 である し たがって 導 入 環 境 に 常 在 する 微 生 物 への 影 響 や 多 様 性 への 影 響 についても 同 様 に 過 大 に 考 慮 する 必 要 性 は 大 きくないのではないだろうか 以 上 のような 観 点 から 組 換 え 微 生 物 の 安 全 性 を 評 価 するに 当 たっては 微 生 物 を 含 む 生 物 多 様 性 影 響 を 前 面 に 押 し 出 すよりは 人 および 主 に 経 済 活 動 に 重 要 な 動 植 物 への 影 響 に 限 定 して 評 価 することによって 評 価 を 簡 素 化 し その 有 効 活 用 を 推 進 することが 重 要 と 思 われる 48

64 4.3. 微 生 物 における 遺 伝 子 伝 搬 についての 調 査 研 究 ~ 特 に 遺 伝 子 伝 搬 頻 度 について~ 背 景 と 目 的 環 境 汚 染 物 質 分 解 菌 は 残 留 性 の 高 い 汚 染 物 質 を 効 率 的 に 分 解 することができる 最 近 汚 染 された 種 々の 環 境 を 修 復 し 転 売 再 開 発 再 利 用 しようとするニーズが 高 まっているが 比 較 的 低 コストで 浄 化 処 理 を 行 う 事 ができる 手 段 として 微 生 物 を 使 った 環 境 汚 染 物 質 の 浄 化 処 理 (バイオレメディエーション)に 期 待 が 高 まっている このような 背 景 から 環 境 汚 染 物 質 分 解 菌 の 分 解 能 が 遺 伝 子 ゲノムレベルで 広 く 研 究 されてきた このような 研 究 は 分 解 酵 素 をコードする 分 解 遺 伝 子 の 多 くがプラスミドや integrative conjugative elements (ICEs) と 言 った 可 動 性 遺 伝 因 子 (MGEs) 上 にコードされていることを 明 らかにしてきた また 実 験 室 内 でデザインされた 系 により それらの MGEs が 実 際 に 水 平 伝 搬 性 (プラスミドの 場 合 は 接 合 伝 達 性 )を 持 つことが 証 明 されており これらの 水 平 伝 播 を 介 して 種 々の 細 菌 が 環 境 汚 染 物 質 分 解 能 を 授 受 していることが 明 らかになっている このような 状 況 は 多 くの 薬 剤 耐 性 関 連 遺 伝 子 や 病 原 性 因 子 についても 同 様 であり 薬 剤 耐 性 菌 や 病 原 菌 も 原 因 遺 伝 子 の 少 なくとも 一 部 を MGEs 上 に 持 っていて 種 々の 細 菌 間 でそれら 遺 伝 子 をやり 取 りしていること が 知 られている ところで 多 くの MGEs を 対 象 に MGEs 保 持 菌 ( 供 与 菌 )と 水 平 伝 搬 により MGEs を 受 け 取 る 菌 ( 受 容 菌 )を 設 定 した 実 験 系 で 水 平 伝 搬 性 が 評 価 されてきた このような 実 験 をとおし て 得 られる どのような 細 菌 が 受 容 菌 となることができるのか( 受 容 菌 域 ) や 水 平 伝 搬 する 頻 度 に 基 づいて 遺 伝 子 の 水 平 伝 搬 現 象 にまつわる 様 々な 議 論 が 行 われてきた 例 えば 分 解 プラスミドを 有 する 環 境 汚 染 物 質 分 解 菌 を 用 いたバイオレメディエーションにおいて 分 解 菌 添 加 はプラスミドの 水 平 伝 播 を 引 き 起 こすので 望 ましくない との 意 見 がある この 意 見 は 本 当 に 正 しいのであろうか?バイオレメディエーションの 対 象 となるような 一 般 的 な 環 境 は 物 理 的 環 境 条 件 や 栄 養 条 件 なども 多 様 で その 場 に 生 育 する 生 物 の 多 様 性 や 生 物 体 量 も 大 きく 異 なる このような 自 然 環 境 下 における 水 平 伝 搬 の 可 否 や 頻 度 を 限 られた 実 験 条 件 下 で 行 われた モデル 実 験 の 結 果 が 反 映 しているのかどうかは 甚 だ 疑 わしい このこ とは 環 境 に 存 在 する 細 菌 の 99% 以 上 は 人 為 的 な 培 地 で 生 育 することが 困 難 であることか らも 容 易 に 想 像 できる すなわち 過 去 の 実 験 に 基 づいた 水 平 伝 搬 能 の 有 無 を 疑 うもので はないが 多 様 な 環 境 下 での 遺 伝 子 の 水 平 伝 播 の 可 否 や 接 合 する 場 合 の 頻 度 の 予 想 は 正 しくないのではないかと 強 く 疑 われる 49

65 実 際 筆 者 らのグループの 研 究 により 蛍 光 タンパク 質 を 利 用 した 接 合 伝 達 検 出 系 とフロ ーサイトメーターを 用 いた 細 胞 分 取 さらには 全 ゲノム 増 幅 による 受 容 菌 の 同 定 を 組 み 合 わ せて 不 和 合 性 群 ( 同 一 細 胞 内 に 二 つのプラスミドが 共 存 できない 性 質 をもって 同 一 不 和 合 性 群 と す る 複 製 や 分 配 の 機 構 等 が 極 め て 類 似 し て い る こ と に 起 因 す る 性 質 で Incompatibility group と 呼 ばれる ここでは Inc と 省 略 する)が IncP-1 群 プラスミド pbp136 IncP-9 群 プラスミド NAH7 と IncP-7 群 プラスミド pcar1 の3つのプラスミドで 実 験 室 での 接 合 実 験 に 基 づく 受 容 菌 域 を 超 えてより 広 い 属 種 の 細 菌 に 接 合 伝 達 することが 示 された 1 このような 状 況 を 受 け 本 研 究 では 分 解 プラスミドを 数 種 のプラスミドをモデルとして 用 い て 環 境 条 件 が 接 合 伝 達 の 可 否 と 頻 度 にどの 様 な 影 響 を 与 えるのかを 詳 細 に 評 価 した 方 法 接 合 時 の 菌 体 密 度 が 接 合 伝 達 頻 度 に 与 える 影 響 の 評 価 カルバゾール 分 解 プラスミド pcar1 (IncP-7 群 ) 2 薬 剤 耐 性 プラスミド pb10 (IncP-1 群 ) 3 薬 剤 耐 性 プラスミド R388 (IncW 群 ) 4 ナフタレン 分 解 プラスミド NAH7 (IncP-9 群 ) 5 をモデ ルプラスミドとし( 図 4.1.) 供 与 菌 には Pseudomonas putida KT2440 株 の 派 生 株 である P. putida SM1440 株 6 (カナマイシン 耐 性 [Km r ])を 受 容 菌 には KT2440 株 (リファンピシン 耐 性 [Rif r ] ゲンタマイシン 耐 性 [Gm r ])を 用 いた LB 液 体 培 地 接 合 時 間 3 時 間 で 接 合 時 の 菌 密 度 を 変 化 ( 希 釈 )させた 場 合 の 接 合 伝 達 頻 度 ( 接 合 伝 達 体 数 を 供 与 菌 数 で 除 した 値 )の 比 較 を 行 った 供 与 菌 は Km 添 加 LB 培 地 接 合 伝 達 体 は Rif と Gm を 添 加 した LB 培 地 で 選 抜 を 行 い 選 択 培 地 に 形 成 されたコロニー 数 を 数 えることで 供 与 菌 数 接 合 伝 達 体 数 を 計 測 した 1 Shintani, M., K. Matsui, J. Inoue, A. Hosoyama, S. Ohji, A. Yamazoe, H. Nojiri, K. Kimbara, and M. and Ohkuma Single-cell analyses revealed transfer ranges of IncP-1, IncP-7, and IncP-9 plasmids in a soil bacterial community. Appl. Environ. Microbiol. 80: Nojiri, H Structural and molecular genetic analyses of the bacterial carbazole degradation system. Biosci. Biotechnol. Biochem. 76: Schlüter, A., H. Heuer, R. Szczepanowski, L.J. Forney, C.M. Thomas, A. Pühler, and E.M. Top The 64,508 bp IncP-1β antibiotic resistance plasmid pb10 isolated from a wastewater treatment plant provides evidence for recombination between members of different branches of the IncP-1β group. Microbiology 149: Datta, N., and R. W. Hadges Trimethoprim resistance conferred by W plasmid in Enterobacteriaceae. J. Gen. Microbial. 72: Ono, A., R. Miyazaki, M. Sota, Y. Ohtsubo, Y. Nagata, and M. Tsuda Isolation and characterization of naphthalene catabolic genes and plasmids from oil-contaminated soil by using two cultivation-independent approaches. Appl. Environ. Microbiol. 74: Haagensen, J.A., S.K. Hansen, T. Johansen, and S. Mølin In situ detection of horizontal transfer of mobile genetic elements. FEMS Microbiol Ecol. 42:

66 カルバゾール 分 解 プラスミド 薬 剤 耐 性 プラスミド 薬 剤 耐 性 プラスミド ナフタレン 分 解 プラスミド 図 1. 本 実 験 で 用 いたプラスミド 図 4.1. 本 実 験 で 用 いたプラスミド 複 数 の 受 容 菌 が 存 在 する 時 の 各 受 容 菌 への 接 合 伝 達 頻 度 の 評 価 接 合 伝 達 実 験 において 1 種 類 の 供 与 菌 に 対 して 2 種 類 の 受 容 菌 候 補 株 が 存 在 する 場 合 に 片 方 の 受 容 菌 に 接 合 伝 達 しやすい などの 偏 りが 生 じるのか 否 かを 調 べた この 場 合 比 較 のために 受 容 菌 を 1 種 のみ 用 いて 接 合 した 場 合 と 実 験 結 果 を 比 較 した プラスミドとし ては 上 記 の pcar1 pb10 R388 NAH7 の 四 つのプラスミドを 用 い 供 与 菌 と 受 容 菌 1 種 類 ずつ 用 いた 接 合 では P. putida SM1443 株 から P. putida KT2440DsRed 株 へ あるいは SM1443 株 から P. resinovorans CA10dm4GFP 株 へと 接 合 伝 達 させた 受 容 菌 候 補 を 2 種 類 用 いる 場 合 は KT2440DsRed 株 と CA10dm4GFP 株 を 1:1 の 割 合 で 混 合 したものを 受 容 菌 候 補 液 として SM1443 株 から 接 合 させた DsRed は 赤 色 GFP は 緑 色 蛍 光 タンパク 質 であり 寒 天 培 地 上 でコロニーを 作 らせた 後 に UV 照 射 を 行 うことで 2 種 類 の 受 容 菌 を 簡 便 に 区 別 することができる 接 合 実 験 は 共 に 液 体 接 合 であり 本 実 験 では 培 地 の ph を 4 から 10 へと1 刻 みで 変 化 させた LB 培 地 中 で 30 3 時 間 静 置 することで 行 った 実 験 操 作 の 概 要 は 図 4.2.に 示 した 51

67 OD= μl 供 与 菌 : P. putida KT2440 受 容 菌 : P. putida KT2440DsRed と P. resinovorans CA10dm4GFP OD=2 100 μl μl 接 合 時 間 :3 hr 接 合 温 度 :30 ph:5, 6, 7, 8, 9, 10 栄 養 源 :1/2LB 液 体 接 合 LB + Rif + Gm + Km ( 接 合 伝 達 体 ) 緑 色 :CA10dm4 由 来 赤 色 :KT2440 由 来 接 合 伝 達 体 (CFU/ml) 供 与 菌 (CFU/ml) LB + Km ( 供 与 菌 ) LB + Rif + Gm ( 受 容 菌 ) = 接 合 伝 達 頻 度 図 2. 供 与 菌 : 受 容 菌 が1:2の 条 件 下 における 接 合 伝 達 実 験 の 概 要 図 4.2. 供 与 菌 : 需 要 菌 が1:2の 条 件 下 における 接 合 伝 達 実 験 の 概 要 複 数 のプラスミドを 有 する 供 与 菌 からの 各 プラスミドの 接 合 伝 達 頻 度 の 評 価 実 環 境 中 においては 同 一 の 宿 主 に 複 数 のプラスミドが 保 持 されることがあり 各 々のプラ スミドの 接 合 伝 達 に 影 響 を 与 えることが 考 えられる そこで 供 与 菌 として P. putida SMDBS(pCAR1)(pB10) 株 P. putida SMDBS(pCAR1) 株 P. putida SMDBS(pB10) 株 を 受 容 菌 として P. resinovorans CA10dm4 株 を 用 いて プラスミドを 単 独 で 受 け 取 った 場 合 と 2 種 類 受 け 取 った 場 合 の 接 合 伝 達 頻 度 の 比 較 を 行 った 供 与 菌 と 受 容 菌 を 前 培 養 後 LB 液 体 培 地 中 で 接 合 時 間 3 時 間 30 の 条 件 で 接 合 さ せた その 後 接 合 伝 達 体 数 を 供 与 菌 数 で 除 することで 接 合 伝 達 頻 度 を 調 べ 得 られた 頻 度 を 比 較 した 供 与 菌 は Km とテトラサイクリン(Tc)を 添 加 した LB 培 地 で pcar1 を 受 け 取 った 接 合 伝 達 体 は Rif Gm Km を 添 加 した LB 培 地 で pb10 を 受 け 取 った 接 合 伝 達 体 は Rif Gm Tc を 添 加 した LB 培 地 で pcar1 と pb10 の 両 方 を 受 け 取 った 接 合 伝 達 体 は Rif Gm Km Tc を 添 加 した LB 培 地 を 用 いて 選 抜 した 選 択 培 地 に 形 成 されたコロニー 数 を 計 数 することで 供 与 菌 数 と 接 合 伝 達 体 数 を 測 定 した 52

68 IncP-7 群 プラスミドの 接 合 伝 達 における 二 価 カチオン 要 求 性 の 一 般 性 の 評 価 以 前 の 解 析 で 認 められた IncP-7 群 プラスミドの 接 合 伝 達 における 二 価 カチオン 依 存 性 が 種 々の 供 与 菌 受 容 菌 の 組 み 合 わせでも 認 められるのかについて 解 析 した 接 合 伝 達 に 用 いた 細 菌 は 表 4.1.にまとめた 接 合 伝 達 の 実 験 系 は 上 で 詳 述 した 接 合 伝 達 検 出 法 に 準 じ て 行 った 接 合 伝 達 は 二 価 カチオンを 様 々な 濃 度 で 加 えたリン 酸 系 バッファーを 用 いた 液 体 培 養 系 で 解 析 した なお プラスミド 供 与 菌 と 受 容 菌 の 前 培 養 からの 二 価 カチオンの 持 ち 込 みが 原 因 で 実 験 結 果 が 大 きく 影 響 されるため LB 培 地 を 用 いた 前 培 養 後 の 菌 体 は 特 に 入 念 に 洗 浄 し 接 合 伝 達 実 験 に 供 した 表 4.1. IncP-7 群 プラスミドの 接 合 伝 達 における 二 価 カチオン 依 存 性 評 価 に 用 いた 細 菌 菌 株 関 連 する 性 質 Pseudomons chlororaphis IAM1511RG 7 IAM1511L(pCAR1::rfp) 8 Spontaneously Rif r, Gm r gene cassette IAM1511 with laci q, pcar1::rfp Pseudomonas fluorescens Pf0-1RG 7 Pf0-1 L(pCAR1::rfp) 8 Spontaneously Rif r, Gm r gene cassette Pf0-1 with laci q, pcar1::rfp Pseudomonas putida KT2440RG 7 IAM1236RG 7 SM1443(pCAR1::rfp) 9 Spontaneously Rif r, Gm r gene cassette Spontaneously Rif r, Gm r gene cassette SM1443 (a derivative strain of KT2440) carrying pcar1::rfp Pseudomonas resinovorans CA10dm4RG 7 CA10L(pCAR1::rfp) Spontaneously Rif r, Gm r gene cassette CA10dm4 with laci q, pcar1::rfp 7 Shintani, M., H. Habe, M. Tsuda, T. Omori, H. Yamane, and H. Nojiri Recipient range of IncP-7 conjugative plasmid pcar2 from Pseudomonas putida HS01 is broader than from other Pseudomonas strains. Biotechnol. Lett. 27: Shintani, M., H. Yamane, and H. Nojiri Behavior of various hosts of the IncP-7 carbazole-degradative plasmid pcar1 in artificial microcosms. Biosci. Biotechnol. Biochem. 74: Shintani, M., N. Fukushima, M. Tezuka, H. Yamane, and H. Nojiri Conjugative transfer of the IncP-7 carbazole degradative plasmid, pcar1, in river water samples. Biotechnol. Lett. 30:

69 結 果 接 合 時 の 菌 体 密 度 が 接 合 伝 達 頻 度 に 与 える 影 響 の 評 価 4 種 類 のプラスミド 全 てにおいて 菌 密 度 低 下 に 伴 い 接 合 伝 達 頻 度 の 減 少 が 確 認 された 接 合 伝 達 の 際 に 重 要 な 性 繊 毛 はプラスミドによって long/flexible pili (IncF IncH IncT IncJ 等 ) short/rigid pili (IncP-1 IncN IncW IncI 等 )といった 異 なるタイプのものが 形 成 されるこ とが 知 られている 10 pcar1 は 溶 液 内 で 接 合 伝 達 するのに 適 している long/flexible pili を 形 成 し pb10 R388 NAH7 は 固 体 表 面 での 接 合 伝 達 の 方 が 溶 液 内 より 適 している short/rigid pili を 形 成 するため 11 溶 液 内 での 接 合 伝 達 実 験 において 接 合 伝 達 頻 度 などに 差 が 出 る 可 能 性 が 疑 われたが 予 想 に 反 して 顕 著 な 差 は 見 られなかった( 図 4.3.) 接 合 関 連 遺 伝 子 の 発 現 時 は 非 発 現 時 に 比 べ 運 動 性 が 低 下 するという 報 告 12 や 供 与 菌 に 対 し 受 容 菌 が 接 触 することで 接 合 伝 達 関 連 遺 伝 子 が 誘 導 されるという 報 告 もあり 13 それらの 影 響 が 接 合 伝 達 頻 度 により 強 く 影 響 を 与 えたものと 考 えられる 図 4.3. 接 合 伝 達 時 の 菌 体 密 度 がプラスミドの 伝 達 頻 度 に 及 ぼす 影 響 供 与 菌 と 検 出 された 接 合 伝 達 体 の 菌 数 を それぞれ 緑 三 角 と 赤 三 角 ( 数 字 は 右 側 の 縦 軸 )で 表 し それから 算 出 した 接 合 伝 達 頻 度 を 棒 で 表 した( 数 字 は 左 側 の 縦 軸 ) 接 合 伝 達 頻 度 においては 独 立 した3つの 実 験 において 計 測 された 頻 度 を 黒 菱 形 で 示 し その 平 均 を 棒 で 表 した 3 連 の 実 験 全 てで 接 合 伝 達 体 が 検 出 されない 場 合 は 棒 での 表 記 を 省 略 した 10 Lawlay, T.D., W.A. Klimke, M.J. Gubbins, and L.S. Frost F factor conjugation is a true type IV secretion system. FEMS Microbiol. Lett. 224: Garcillán-Barcia, M.P., M.V. Francia, and F. de la Cruz The diversity of conjugative relaxases and its application in plasmid classification. FEMS Microbiol. Lett. 33: Reisner, A., H. Wolinski, E.L. Zechner In situ monitoring of IncF plasmid transfer on semi-solid agar surfaces reveals a limited invasion of plasmids in recipient colonies. Plasmid 67: Panicker, M.M., and E. G. Minkley Jr DNA transfer occurs during a cell surface contact stage of F sex factor-mediated bacterial conjugation. J. Bacteriol. 162:

70 複 数 の 受 容 菌 が 存 在 する 時 の 各 受 容 菌 への 接 合 伝 達 頻 度 の 評 価 pcar1 pb10 R388 NAH7 を 保 持 す る P. putida SM1443 株 か ら P. putida KT2440DsRed 株 あるいは P. resinovorans CA10dm4GFP 株 への 異 なる ph の 培 地 条 件 下 での 接 合 実 験 を 受 容 菌 が 1 種 (1 対 1 実 験 )と 2 種 (1 対 2 実 験 )で 行 って 結 果 を 比 較 した ( 図 4.4.) 図 中 の 青 い 棒 は P. putida KT2440DsRed 株 への 接 合 伝 達 頻 度 を ピンクの 棒 は P. resinovorans CA10dm4GFP 株 への 接 合 伝 達 頻 度 を 示 している 左 側 4つと 右 側 4つの グラフは1 対 1 実 験 での 結 果 を 中 央 の4つは1:2 実 験 における 両 受 容 菌 への 接 合 伝 達 頻 度 を 示 している 1 対 1 実 験 では 4つのプラスミドのいずれの 場 合 も SM1443 株 から 両 受 容 菌 への 接 合 伝 達 頻 度 の ph 依 存 性 に 同 じ 傾 向 が 認 められた pcar1 の 場 合 は ph7( 中 性 ) 付 近 での 頻 度 が 一 番 高 く( ) 酸 性 か 塩 基 性 が 強 くなるにつれて 頻 度 が 低 下 する 傾 向 が 観 察 さ れた pb10 と R388 の 場 合 は 受 容 菌 がどちらの 場 合 でも ph による 頻 度 の 有 意 な 変 化 は 観 察 されず 接 合 伝 達 頻 度 は 10-4 ~10-2 ぐらいであった NAH7 の 場 合 は 塩 基 性 (ph8~ 10)よりは 酸 性 から 中 性 (ph5~7 条 件 下 で 接 合 伝 達 頻 度 が 高 い 傾 向 が 見 られた 1 対 2 の 実 験 では 四 つのプラスミドのいずれの 場 合 でも 1 対 1 実 験 と 比 べて 各 株 への 接 合 伝 達 頻 度 は 低 下 した 傾 向 が 見 られた pcar1 の 場 合 は 両 方 の 受 容 菌 に 対 して 接 合 伝 達 が 起 こり KT2440DsRed 株 への 接 合 伝 達 頻 度 よりは CA10dm4GFP 株 への 接 合 伝 達 頻 度 が 若 干 低 下 していたものの 1 対 1 実 験 の 場 合 と 比 較 して 同 様 の 傾 向 が 観 察 されていた 一 方 pb10 と R388 の 場 合 は CA10dm4GFP 株 への 接 合 伝 達 頻 度 が 著 しく 減 少 しており 1 対 2 実 験 において 一 つの 供 与 菌 からプラスミドを 受 け 取 る 受 容 菌 に 大 きな 偏 りが 生 じている ことが 明 らかになった NAH7 の 場 合 は pb10 と R388 で 認 められた 傾 向 がより 顕 著 であり CA10dm4GFP 株 への 接 合 伝 達 体 は 検 出 されなかった 55

71 10 0 KT2440DsRed( 単 独 )へ 両 株 混 合 時 CA10dm4GFP( 単 独 )へ pcar1 接 合 伝 達 頻 度 NAH pb R ph 図 4. 受 容 菌 が2 種 存 在 する 場 合 の 接 合 伝 達 頻 度 の 評 価 図 4.4. 受 容 菌 が 2 種 類 存 在 する 場 合 の 接 合 伝 達 頻 度 の 評 価 複 数 のプラスミドを 有 する 供 与 菌 からの 各 プラスミドの 接 合 伝 達 頻 度 の 評 価 供 与 菌 がプラスミドを 2 つ(pCAR1 と pb10) 保 持 した 場 合 と それぞれを 1 つだけ 保 持 して いる 場 合 で pcar1 の 接 合 伝 達 頻 度 に 顕 著 な 差 は 見 られなかった( 図 4.5.) pb10 につ いてはデータを 示 さず) 一 方 で 二 つのプラスミドを 保 持 する 供 与 菌 から pb10 が 接 合 伝 達 したケースを 検 出 することはできなかった 図 に 示 した 結 果 からもわかるよう に 受 容 菌 を CA10dm4 株 として pb10 の 接 合 伝 達 頻 度 を 測 定 すると 同 条 件 で 10-3 程 度 であ ることが 確 かめられている 今 回 の 結 果 は 供 与 菌 内 で pcar1 と pb10 が 共 存 したことが 原 因 で pb10 の 接 合 伝 達 頻 度 が 顕 著 に 低 下 した 事 を 示 している 56

72 Donor: SMDBS(pCAR1, pb10) SMDBS(pCAR1) 図 4.5. 二 つのプラスミドを 保 持 する 供 与 菌 からの 各 プラスミドの 接 合 伝 達 頻 度 左 側 三 つは pcar1 と pb10 の 二 つのプラスミドを 有 する P. putida SMDBS 株 から P. resinovorans CA10dm4 株 ( 受 容 菌 )への 接 合 伝 達 頻 度 を 表 しており 左 から pcar1 pb10 両 方 を 受 け 取 った 接 合 伝 達 体 の 出 現 頻 度 を 供 与 菌 当 たりで 表 している 一 番 右 は 対 照 とした pcar1 のみを 持 つ 供 与 菌 を 用 いた 場 合 の 接 合 伝 達 頻 度 を 表 している 図 3や 図 4.4.でも 示 したとおり pb10 のみを 持 つ 供 与 菌 から CA10dm4 株 への 接 合 伝 達 頻 度 は 10-4 ~10-3 程 度 である IncP-7 群 プラスミドの 接 合 伝 達 における 二 価 カチオン 要 求 性 の 機 構 解 明 以 前 の 研 究 で 複 数 種 の 菌 群 を 用 いたモデルマイクロコスムや P. putida 間 での IncP-7 群 プラスミドの 接 合 伝 達 では Ca 2+ Mg 2+ といった 二 価 カチオンの 存 在 が 接 合 伝 達 の 成 立 に 必 須 であることが 明 らかになっていた 14 (Matsui ら,data not shown) 本 実 験 では 接 合 伝 達 時 の 溶 液 ( 環 境 ) 中 の 二 価 カチオンの 濃 度 によって pcar1 の 接 合 伝 達 頻 度 にどのような 変 化 が 見 られるかを 多 数 の Pseudomonas 属 細 菌 を 用 いて 定 量 的 に 評 価 した 具 体 的 には 4 種 14 Shintani, M., K. Matsui, T. Takemura, H. Yamane, and H. Nojiri Behavior of the IncP-7 carbazoledegradative plasmid pcar1 in artificial environmental samples. Appl. Microbiol. Biotechnol. 80:

73 類 のゲノム 既 知 Pseudomonas 属 細 菌 (P. putida SM1443 株 P. resinovorans CA10L 株 P. fluorescens Pf0-1L 株 P. chlororaphis IAM1511L 株 )を 供 与 菌 として 5 種 類 のゲノム 既 知 Pseudomonas 属 細 菌 ( P. putida KT2440RG 株 P. resinovorans CA10dm4RG 株 P. fluorescens Pf0-1RG 株 P. chlororaphis IAM1511RG 株 P. putida IAM1236RG 株 )を 受 容 菌 として 用 い Ca 2+ Mg 2+ をそれぞれ μm と 変 化 させ 各 濃 度 における 接 合 伝 達 頻 度 を 測 定 した P. putida SM1443 株 を 供 与 菌 として 用 いた 場 合 P. putida KT2440RG 株 P. resinovorans CA10dm4RG 株 P. fluorescens Pf0-1RG 株 が 受 容 菌 の 時 は Ca 2+ と Mg 2+ の 濃 度 上 昇 に 伴 っ て 接 合 伝 達 頻 度 の 増 加 が 見 ら れ た が P. chlororaphis IAM1511RG 株 P. putida IAM1236RG 株 が 受 容 菌 の 際 は 接 合 伝 達 頻 度 が 低 く Ca 2+ と Mg 2+ の 濃 度 を 変 化 させても 接 合 伝 達 頻 度 に 大 きな 変 化 は 見 られなかった( 図 4.6.) P. resinovorans CA10L 株 を 供 与 菌 として 用 いた 場 合 P. putida KT2440RG 株 が 受 容 菌 の 時 には Mg 2+ が 高 濃 度 で P. resinovorans CA10dm4RG 株 と P. fluorescens Pf0-1RG 株 が 受 容 菌 の 時 には 両 カチオンが 高 濃 度 で 添 加 されたときに 接 合 伝 達 体 が 検 出 されたが それ 以 外 の 条 件 では 接 合 伝 達 頻 度 は 検 出 限 界 以 下 であった( 図 4.7.) P. fluorescens Pf0-1L 株 を 供 与 菌 として 用 いた 場 合 P. putida KT2440RG 株 が 受 容 菌 の 時 には Mg 2+ が 高 濃 度 で P. resinovorans CA10dm4RG 株 が 受 容 菌 のときには 両 カチオンが 共 に 高 濃 度 で 添 加 されたときに 接 合 伝 達 体 が 検 出 されたが それ 以 外 の 条 件 では 接 合 伝 達 頻 度 は 検 出 限 界 以 下 であった( 図 4.8.) P. chlororaphis IAM1511L 株 を 供 与 菌 として 用 いた 場 合 は 受 容 菌 に 因 らず 全 体 的 に 接 合 伝 達 頻 度 が 低 く 両 カチオン 濃 度 を 変 化 させても 接 合 伝 達 頻 度 に 大 きな 変 化 は 見 られな かった( 図 4.9.) 58

74 P. putida KT2440RG P. resinovorans CA10dm4RG P. fluorescens Pf0-1RG P. putida IAM1236RG P. chlororaphis IAM1511RG 図 4.6. P. putida SM1443 株 を 供 与 菌 とした 際 の 各 Ca 2+ Mg 2+ 濃 度 の 接 合 伝 達 頻 度 に 対 する 影 響 各 グラフ 上 に 用 いた 受 容 菌 を 示 す 縦 軸 は 接 合 伝 達 頻 度 ( 接 合 伝 達 体 の CFU/ 供 与 菌 の CFU)を 横 軸 は 接 合 環 境 [CF は CF buffer C は Ca 2+ M は Mg 2+ 数 字 は 濃 度 ( M)]を 示 す 棒 は 3 連 の 結 果 の 相 乗 平 均 を 表 し 点 は 各 々の 結 果 を 表 す 59

75 P. putida KT2440RG P. resinovorans CA10dm4RG P. fluorescens Pf0-1RG P. putida IAM1236RG P. chlororaphis IAM1511RG 図 4.7.P. resinovorans CA10L 株 を 供 与 菌 とした 際 の 各 Ca 2+ Mg 2+ 濃 度 の 接 合 伝 達 頻 度 に 対 する 影 響 各 グラフ 上 に 用 いた 受 容 菌 を 示 す 縦 軸 は 接 合 伝 達 頻 度 ( 接 合 伝 達 体 の CFU/ 供 与 菌 の CFU)を 横 軸 は 接 合 環 境 [CF は CF buffer C は Ca 2+ M は Mg 2+ 数 字 は 濃 度 ( M)]を 示 す 棒 は 3 連 の 結 果 の 相 乗 平 均 を 表 し 点 は 各 々の 結 果 を 表 す 60

76 P. putida KT2440RG P. resinovorans CA10dm4RG P. fluorescens Pf0-1RG P. putida IAM1236RG P. chlororaphis IAM1511RG 図 4.8. P. fluorescens Pf0-1L 株 を 供 与 菌 とした 際 の 各 Ca 2+ Mg 2+ 濃 度 の 接 合 伝 達 頻 度 に 対 する 影 響 各 グラフ 上 に 用 いた 受 容 菌 を 示 す 縦 軸 は 接 合 伝 達 頻 度 ( 接 合 伝 達 体 の CFU/ 供 与 菌 の CFU)を 横 軸 は 接 合 環 境 [CF は CF buffer C は Ca 2+ M は Mg 2+ 数 字 は 濃 度 ( M)]を 示 す 棒 は 3 連 の 結 果 の 相 乗 平 均 を 表 し 点 は 各 々の 結 果 を 表 す 61

77 P. putida KT2440RG P. resinovorans CA10dm4RG P. fluorescens Pf0-1RG P. putida IAM1236RG P. chlororaphis IAM1511RG 図 4.9. P. chlororaphis IAM1511L 株 を 供 与 菌 とした 際 の 各 Ca 2+ Mg 2+ 濃 度 の 接 合 伝 達 頻 度 に 対 する 影 響 各 グラフ 上 に 用 いた 受 容 菌 を 示 す 縦 軸 は 接 合 伝 達 頻 度 ( 接 合 伝 達 体 の CFU/ 供 与 菌 の CFU)を 横 軸 は 接 合 環 境 [CF は CF buffer C は Ca 2+ M は Mg 2+ 数 字 は 濃 度 ( M)]を 示 す 棒 は 3 連 の 結 果 の 相 乗 平 均 を 表 し 点 は 各 々の 結 果 を 表 す 62

78 考 察 今 回 の 実 験 結 果 から 2 種 類 の 受 容 菌 が 混 合 されている 場 合 pb10 R388 NAH7 におい て CA10dm4GFP 株 への 接 合 伝 達 の 頻 度 は 著 しく 低 下 することが 明 らかになった すなわち こ れら 三 つのプラスミドは CA10dm4GFP 株 を 単 独 の 受 容 菌 とした 場 合 は 接 合 伝 達 するにも 関 わ らず KT2440DsRed 株 が 存 在 する 条 件 下 では 接 合 伝 達 頻 度 が 著 しく 低 下 するというということ を 表 している この 現 象 の 原 因 の 解 明 には 今 後 の 解 析 を 待 たねばならないが 接 合 伝 達 に 必 須 な 受 容 菌 側 の 何 らかの 因 子 における 受 容 菌 候 補 2 株 間 での 差 により KT2440DsRed 株 へ 優 先 的 に 接 合 伝 達 現 象 が 観 察 されるのかもしれない この 現 象 の 解 明 の 手 がかりとなる 可 能 性 があることとして pb10 R388 NAH7 は MPFT T4SS type に 属 する 接 合 伝 達 マシーナリー を 持 つのに 対 して pcar1 は MPFF T4SS type のマシーナリーを 持 つことが 挙 げられる 一 方 NAH7 の 接 合 伝 達 頻 度 は 受 容 菌 を CA10dm4RG 株 にした 今 回 の 場 合 ( 昨 年 の 本 事 業 にて 実 施 ; Li ら,data not shown)と CA10dm4GFP(CA10dm4RG の 染 色 体 上 に 蛍 光 タンパ ク 質 遺 伝 子 が 挿 入 されている)を 受 容 菌 として 用 いた 場 合 ( 図 4.4.)で 10 4 倍 以 上 の 差 が 認 め られた この 結 果 は ほぼ 同 等 の ゲ ノムを 持 つと 予 想 される 両 菌 ( CA10dm4RG 株 と CA10dm4GFP 株 )で 受 容 菌 としての 能 力 が 大 きく 変 化 していることを 示 している 現 在 までに CA10dm4RG 株 と CA10dm4GFP 株 のゲノムリシーケンスを 行 い 複 数 の 挿 入 配 列 (IS)の 転 移 遺 伝 子 群 の 欠 失 一 塩 基 置 換 を 検 出 している また IS にはさまれた 複 合 トランスポゾン 様 の 領 域 約 700 kbp が 複 製 的 にゲノム 内 の 別 の 場 所 に 転 移 していることが 検 出 されている(data not shown) IS による 遺 伝 子 破 壊 遺 伝 子 欠 失 や 一 塩 基 変 異 による 機 能 欠 失 か 遺 伝 子 重 複 によ る 遺 伝 子 産 物 量 の 増 加 が 原 因 と 考 えられるため 現 在 解 析 を 続 けているところである 図 4.5.に 示 すように 供 与 菌 内 で pcar1 と pb10 という 二 つのプラスミドが 共 存 することで pb10 の 接 合 伝 達 頻 度 が 大 幅 に 低 下 することが 明 らかになった pcar1 は 性 繊 毛 として 2~20 µm の long/flexible pili を 形 成 し 離 れた 受 容 菌 にもアプローチする 事 ができるが pb10 は 1 µm 以 下 の short/rigid pili を 形 成 し 接 触 した 細 胞 にしか 接 合 伝 達 できない 事 で pcar1 の 接 合 伝 達 が 優 先 的 に 起 きている 可 能 性 も 考 えられる 他 のプラスミドと 共 存 する 事 での 影 響 は 接 合 伝 達 も 含 め 可 動 性 プラスミド(IncQ)で 主 に 研 究 されてきた 15 が 接 合 伝 達 性 巨 大 プラスミド 同 士 の 共 存 狭 宿 主 域 広 宿 主 域 プラスミドの 共 存 という 観 点 では 近 年 研 究 例 がない 遺 伝 学 中 心 の 研 究 手 法 が 取 られた 時 代 のプラスミド 研 究 では 類 似 の 研 究 例 がないわけではないが 原 因 解 15 Loftie-Eaton, W., and D.E. Rawlings Diversity, biology and evolution of IncQ-family plasmids. Plasmid 67:

79 明 の 困 難 さから ここで 示 したような 接 合 伝 達 性 プラスミド 間 の 干 渉 現 象 の 原 因 は 長 く 解 明 され てこなかった 従 来 の 遺 伝 子 操 作 解 析 技 術 の 発 達 に 加 え 次 世 代 シーケンサーの 登 場 に 見 ら れるように 著 しく 研 究 手 法 が 向 上 した 現 在 では このような 現 象 の 原 因 解 明 も 容 易 に 進 めるこ とが 期 待 できる 今 後 は プラスミド 上 の 接 合 関 連 遺 伝 子 の 転 写 や 供 与 菌 中 での 機 能 を 確 認 し ていくことで プラスミド 間 の 機 能 的 干 渉 現 象 の 解 明 に 近 づけるものと 期 待 できる また 従 来 から 接 合 伝 達 時 の 溶 液 中 の Ca 2+ と Mg 2+ の 有 無 が IncP-7 群 の 接 合 伝 達 の 成 否 に 大 きな 影 響 を 及 ぼすことが 知 られていた 14 この 原 因 の 解 明 に 向 けて 供 与 菌 と 受 容 菌 とし ていずれも P. putida を 用 いた 解 析 を 行 って 来 たが 二 価 カチオン 非 存 在 下 での 接 合 伝 達 頻 度 が 比 較 的 高 かったため( 図 4.6.など 参 照 ) 原 因 因 子 の 取 得 には 至 ってなかった 今 回 例 え ば P. fluorescens を 供 与 菌 P. putida を 受 容 菌 とする 組 み 合 わせなどで 二 価 カチオン 無 しで 接 合 伝 達 頻 度 が 十 分 低 く 二 価 カチオン 添 加 の 効 果 が 際 立 って 高 い 組 み 合 わせを 見 つけること ができた( 図 4.8.) 今 後 このような 組 み 合 わせを 用 いて 二 価 カチオンの 添 加 が IncP-7 群 plasmid の 接 合 伝 達 頻 度 をどのように 上 昇 させるかという 疑 問 の 解 明 を 目 指 したい 供 与 菌 と 受 容 菌 の 違 い(ゲノムの 違 い)により 供 与 菌 受 容 菌 を 混 合 した 接 合 伝 達 条 件 下 での 供 与 菌 特 異 的 受 容 菌 特 異 的 なトランスクリプトーム 解 析 なども 可 能 になる また 遺 伝 子 破 壊 やアク ティベーションタグを 用 いたライブラリーを 用 いて 原 因 因 子 の 解 明 も 進 めることができると 期 待 される 本 研 究 により 接 合 伝 達 条 件 の 違 いが 従 来 知 られていた 範 囲 を 大 きく 超 えて 接 合 伝 達 頻 度 に 影 響 することが 示 された 特 に 二 種 の 受 容 菌 が 共 存 した 条 件 や 二 種 のプラスミドが 供 与 菌 内 で 共 存 する 条 件 下 で 従 来 の 知 見 からの 予 想 と 大 きく 異 なる 接 合 伝 達 頻 度 が 観 察 され た 意 義 は 大 きく 多 種 の 細 菌 が 共 存 し 複 数 のプラスミドが 同 一 細 胞 内 に 共 存 することも 多 い 環 境 中 での 実 際 のプラスミドの 振 る 舞 いは 従 来 の 実 験 室 レベルの 実 験 結 果 と( 一 部 ) 異 なる 可 能 性 が 示 唆 された 今 後 今 回 見 つかった 興 味 深 い 現 象 の 原 因 解 明 を 進 め その 一 般 性 を 明 らかにして 環 境 中 でのプラスミドの 振 る 舞 いの 原 理 を 明 らかにしていく 必 要 がある また 現 在 フローサイトメーターを 用 いた 接 合 伝 達 の 定 量 的 検 出 系 を 構 築 している 蛍 光 タンパク 質 に よる 検 出 系 であるので 従 来 の 寒 天 培 地 上 での 生 育 を 指 標 とした 検 出 方 と 違 い 迅 速 に かつ 薬 剤 耐 性 マーカー 無 しで 接 合 伝 達 頻 度 を 計 測 できるメリットがある 今 後 このような 系 も 併 用 して さらなる 接 合 伝 達 頻 度 と 環 境 条 件 等 との 関 連 性 の 検 討 を 進 めることで プラスミドの 接 合 現 象 について さらに 詳 細 に 議 論 できるようになることが 望 まれる 64

80 5. 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 第 一 種 使 用 における 生 物 多 様 性 影 響 評 価 の 基 本 的 な 考 え 方 5.1. 全 体 的 な 考 え 方 カルタヘナ 法 第 3 条 の 規 定 に 基 づく 基 本 的 事 項 ( 平 成 15 年 6 省 告 示 第 1 号 )では 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 を 第 一 種 使 用 等 する 場 合 には 影 響 を 受 ける 可 能 性 があると 特 定 された 野 生 動 植 物 の 種 又 は 個 体 群 の 維 持 に 支 障 を 及 ぼすおそれがないこと 又 は 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 宿 主 又 は 宿 主 の 属 する 分 類 学 上 の 種 と 比 較 して 生 物 多 様 性 の 影 響 の 程 度 が 高 まっ ていなことが 必 要 とされている 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 を 第 一 種 使 用 する 際 にも この 原 則 に 基 づいて 動 植 物 に 対 する 病 原 性 や 有 害 物 質 産 生 性 を 評 価 する 必 要 がある 一 方 遺 伝 子 組 換 え 生 物 の 種 類 ごとに 必 要 な 評 価 項 目 を 定 めている 生 物 多 様 性 影 響 評 価 実 施 要 領 ( 平 成 15 年 6 省 告 示 第 2 号 以 下 影 響 評 価 実 施 要 領 )では 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 に 関 しては 動 植 物 に 対 する 病 原 性 および 有 害 物 質 産 生 性 に 加 えて 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 および 核 酸 を 水 平 伝 達 する 性 質 を 評 価 することとなっている 微 生 物 は その 生 態 系 の 複 雑 さ 種 の 考 え 方 地 理 的 な 分 布 等 多 くの 点 で 動 植 物 とは 異 なって おり 環 境 中 の 微 生 物 を 対 象 として 影 響 評 価 を 行 う 際 には これら 微 生 物 の 特 性 を 十 分 に 考 慮 する 必 要 がある すなわち 微 生 物 は 環 境 中 では 常 に 多 様 な 微 生 物 生 態 系 ( 微 生 物 叢 ) の 一 部 として 存 在 していること 環 境 中 では 同 一 種 内 でも 株 レベルで 高 い 多 様 性 を 持 つこと 微 生 物 叢 における 個 別 の 微 生 物 種 の 存 在 量 ( 個 体 群 のサイズ)は 自 然 的 人 為 的 を 含 めあ らゆる 要 因 によって 絶 えず 変 動 するものであること 等 を 踏 まえる 必 要 がある また 微 生 物 においては 生 殖 隔 離 によって 明 確 に 種 を 定 義 できる 動 植 物 とは 異 なり 一 般 に 遺 伝 子 配 列 や 細 胞 形 態 等 の 類 似 性 に 基 づいて 実 務 的 に 種 の 分 類 が 行 われていること 微 生 物 は 浮 遊 塵 芥 環 境 水 人 を 含 む 動 植 物 等 の 媒 介 によって 長 距 離 を 移 動 できるため 土 地 に 固 有 の 種 という 考 え 方 は 馴 染 まないこと 等 にも 配 慮 が 必 要 である さらに 微 生 物 では 種 内 および 種 間 で 頻 繁 に 遺 伝 子 の 交 換 ( 水 平 伝 達 )が 起 こっており 遺 伝 子 自 体 の 変 化 ( 変 異 の 蓄 積 ) に 加 えて 水 平 伝 達 が 種 の 多 様 性 や 遺 伝 子 の 多 様 性 の 獲 得 維 持 に 大 きな 役 割 を 果 たして いることも 踏 まえる 必 要 がある 以 下 では こうした 観 点 を 踏 まえつつ 影 響 評 価 実 施 要 領 に 規 定 される 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 に 関 する 評 価 項 目 すなわち 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 病 原 性 有 害 物 質 の 産 生 性 核 酸 を 水 平 伝 達 する 性 質 その 他 の 性 質 を 評 価 するための 基 本 的 な 考 え 方 を 取 りまとめることとした 65

81 なお 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 による 生 物 多 様 性 影 響 の 発 生 を 想 定 した 場 合 には 微 生 物 が 目 に 見 えないことなどから 状 況 把 握 が 動 植 物 の 場 合 以 上 に 困 難 である 点 を 踏 まえ 上 記 の 評 価 項 目 のうち 病 原 性 および 有 害 物 質 の 産 生 性 はもちろんのこと 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 および 核 酸 を 水 平 伝 達 する 性 質 についても 当 面 は 個 々のケース に 応 じて 慎 重 な 評 価 を 行 うべきである ただし シーケンス 技 術 の 進 展 等 によって 環 境 中 の 微 生 物 叢 やそれらが 持 つ 遺 伝 子 の 詳 細 な 解 析 が 可 能 になりつつある 点 を 考 慮 すれば 今 後 これらの 知 見 およびそれに 基 づいた 評 価 の 経 験 が 蓄 積 されることによって 将 来 的 には より 汎 用 的 な 手 法 によって 評 価 を 行 うことも 可 能 になると 考 えられる 5.2. 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 基 本 的 な 考 え 方 一 般 的 にある 特 定 の 微 生 物 が 環 境 中 で 他 の 微 生 物 を 減 少 させるメカニズムとしては (a) 環 境 中 の 選 択 圧 のもとに 特 定 の 微 生 物 が 競 合 における 優 位 性 を 持 つことによって 優 先 的 に 増 殖 する 場 合 (b) 特 定 の 微 生 物 が 他 の 微 生 物 の 増 殖 を 抑 制 したり 死 滅 させたりする 物 質 を 生 産 し 環 境 中 に 放 出 する 場 合 の 二 つの 場 合 が 考 えられる 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 について 評 価 を 行 うためには (a)および (b)のそれぞれの 観 点 からの 評 価 を 行 うことが 必 要 であるが いずれの 場 合 でも 非 遺 伝 子 組 換 え 宿 主 との 比 較 評 価 によって 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 においてこれらの 性 質 が 生 物 多 様 性 や 環 境 に 対 して 不 可 逆 的 な 変 化 を 与 える 等 の 許 容 できない 程 に 高 まっていないかを 確 認 することが 基 本 となる なお 微 生 物 叢 がある 場 所 の 重 要 な 植 生 の 維 持 に 関 わっていると 考 えられる 場 合 には 特 に 慎 重 な 評 価 が 必 要 である 評 価 指 標 についての 考 え 方 動 物 や 植 物 に 対 する 影 響 を 評 価 する 際 には 遺 伝 子 組 換 え 生 物 による 影 響 を 受 ける 可 能 性 があるものとして 特 定 (または 選 定 )された 種 または 個 体 群 を 対 象 として 影 響 評 価 を 実 施 することとなっている これに 対 して 微 生 物 に 対 する 影 響 を 評 価 する 際 には 全 体 的 な 考 え 方 で 述 べた 種 個 体 群 生 態 系 の 成 り 立 ちにおける 動 植 物 との 違 いを 考 慮 すれば 特 定 の 微 生 物 の 種 または 個 体 群 を 対 象 として 影 響 評 価 を 実 施 するという 考 えは 妥 当 とは 考 えられず また 技 術 的 に 見 ても 困 難 を 伴 うものである 一 方 では 微 生 物 叢 全 体 としては 66

82 環 境 の 多 様 性 の 維 持 環 境 の 機 能 ( 生 態 系 サービス)の 維 持 の 面 では 重 要 な 役 割 を 果 たし ていることから 上 記 (a)または(b)のリスクが 排 除 できない 場 合 には 微 生 物 叢 全 体 の 多 様 性 もしくは 機 能 性 が 大 きく 損 なわれることがないかという 観 点 で 評 価 を 行 うことが 適 切 と 考 え られる 評 価 方 法 についての 考 え 方 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 が 環 境 中 で 優 先 的 に 増 殖 しうるか 否 かを 検 討 する 際 には 由 来 宿 主 と 比 較 して 供 与 核 酸 が 競 合 における 優 位 性 ( 特 定 物 質 の 資 化 薬 剤 耐 性 等 )を 高 める 可 能 性 に 加 えて 第 一 種 使 用 が 想 定 される 環 境 中 に 優 先 増 殖 を 許 す 選 択 圧 ( 特 定 の 栄 養 源 薬 剤 等 )が 持 続 的 に 存 在 するかどうかを 考 慮 する 必 要 がある 優 先 増 殖 性 もしくは 有 害 物 質 産 生 性 について 文 献 やデータベースの 調 査 を 行 い これら のリスクが 高 まらないこと あるいは 環 境 中 で 優 占 種 として 永 続 的 に 広 がるおそれがない 等 の 許 容 できる 範 囲 内 であることを 確 認 する これらによって 十 分 な 情 報 が 得 られない 場 合 に は 模 擬 的 な 実 験 環 境 を 用 いて 以 下 の(1)または(2)に 述 べる 方 法 等 により 微 生 物 叢 の 多 様 性 または 機 能 性 を 評 価 するために 必 要 なデータを 取 得 する 多 様 性 または 機 能 性 のど ちらかを 評 価 するか それらの 中 のどの 手 法 を 採 用 するのか 等 については 対 象 とする 環 境 において 微 生 物 が 提 供 する 生 態 系 サービスの 種 類 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 特 性 等 を 総 合 的 に 勘 案 して 適 切 な 評 価 方 法 を 決 定 するものとする (1) 微 生 物 叢 全 体 の 多 様 性 を 評 価 する 方 法 としては 従 来 からある PCR-DGGE 法 (PCR-Denaturing Gradient Gel Electrophoresis) や T-RFLP 法 (Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism) に 加 えて 次 世 代 シーケンサーを 用 いた 網 羅 的 な 微 生 物 叢 解 析 法 が 現 実 的 な 選 択 肢 となっていることを 踏 まえて 目 的 にあった 方 法 を 選 択 する (2) 微 生 物 叢 の 機 能 性 を 評 価 する 方 法 としては 呼 吸 活 性 硝 化 活 性 脱 窒 活 性 等 を 測 定 する 方 法 に 加 えて 微 生 物 叢 解 析 メタゲノム 解 析 定 量 PCR 等 によって 機 能 性 の 指 標 とな る 微 生 物 ( 群 )もしくは 遺 伝 子 ( 群 )の 量 を 測 定 する 方 法 があり 目 的 にあった 方 法 を 選 択 す る 5.3. 病 原 性 基 本 的 な 考 え 方 評 価 に 当 たっては 宿 主 微 生 物 供 与 核 酸 についてそれぞれ 検 討 を 行 い 第 一 種 使 用 が 67

83 行 われる 環 境 及 び 周 辺 環 境 と 合 わせて 個 別 に 総 合 的 な 検 討 が 必 要 となる 宿 主 微 生 物 株 の 病 原 性 を 評 価 する 際 には その 微 生 物 が 既 知 の 病 原 微 生 物 種 に 該 当 するか 否 かを 判 断 することが 基 本 となる 一 方 供 与 核 酸 については 供 与 核 酸 そのものの 病 原 性 に 加 えて 供 与 核 酸 が 宿 主 の 病 原 性 や 薬 剤 耐 性 等 の 有 害 な 性 質 を 高 める 可 能 性 についても 考 慮 する 必 要 がある 病 原 微 生 物 種 の 病 原 性 宿 主 域 病 原 遺 伝 子 等 については 既 に 多 くの 研 究 が 行 なわれており それらの 成 果 は 文 献 やデータベースとして 蓄 積 されている また 人 家 畜 農 作 物 等 に 対 する 既 知 病 原 菌 種 については リストの 整 備 が 進 んでいる 化 学 物 質 の 毒 性 と 比 較 して 微 生 物 の 病 原 性 は 一 般 に 感 染 宿 主 となる 動 植 物 の 種 特 異 性 が 高 いため モデ ル 動 植 物 を 用 いた 感 染 実 験 による 評 価 が 必 ずしも 高 い 信 頼 性 を 持 つとは 限 らない 従 って 組 換 え 宿 主 や 供 与 核 酸 の 病 原 性 を 評 価 する 際 には 上 記 の 既 知 情 報 を 最 大 限 に 活 用 すべ きである 既 知 情 報 から 感 染 の 可 能 性 が 排 除 できない 場 合 に 限 って 適 切 な 動 植 物 を 選 定 したうえで 感 染 実 験 を 行 うことが 妥 当 であろう 病 原 微 生 物 であると 判 断 された 場 合 または 既 知 の 病 原 微 生 物 種 との 判 別 が 困 難 な 場 合 には 組 換 え 宿 主 として 使 用 すべきではない ( 特 にヒト 病 原 微 生 物 の 場 合 ) なお 宿 主 微 生 物 株 が 人 に 日 和 見 感 染 を 起 こす 菌 種 に 該 当 する 場 合 には 株 レベルで 評 価 を 行 ったうえで 使 用 の 可 否 を 判 断 することが 必 要 である 評 価 指 標 についての 考 え 方 カルタヘナ 法 上 は 野 生 動 植 物 に 対 する 病 原 性 を 評 価 することとなっているが 実 務 上 は 望 ましくない 影 響 を 回 避 する 観 点 から 人 家 畜 農 作 物 等 に 対 する 病 原 性 についても 十 分 な 考 慮 が 必 要 である 評 価 方 法 についての 考 え 方 宿 主 微 生 物 株 が 既 知 の 病 原 微 生 物 種 に 該 当 するか 否 かについては 次 の(1)から(4) に 従 って 段 階 的 に 判 断 を 行 う (1) 微 生 物 提 供 機 関 からの 情 報 等 によって 宿 主 微 生 物 株 の 分 類 学 上 の 位 置 が 明 らかな 場 合 は 既 存 の 病 原 微 生 物 リスト 等 を 参 照 して 当 該 微 生 物 株 が 病 原 微 生 物 種 に 該 当 しな いことを 確 認 する (2) 新 規 に 分 離 した 微 生 物 株 等 で 分 類 学 上 の 位 置 が 不 明 な 場 合 は 16S リボソーム RNA 遺 伝 子 等 の 指 標 遺 伝 子 の 塩 基 配 列 を 決 定 して 分 類 学 上 の 位 置 を 特 定 し その 結 果 をもって (1)の 判 断 を 行 う 68

84 (3) 上 記 によって 既 知 病 原 微 生 物 種 との 判 別 が 困 難 な 場 合 には MLST (Multilocus Sequence Typing) MALDI-TOF-MS (Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization-Time of Flight Mass Spectrometry) ANI (Average Nucleotide Identity) 等 の 方 法 を 適 宜 使 用 する (4)これによっても 既 知 病 原 微 生 物 種 との 判 別 が 困 難 な 場 合 は 全 ゲノム 解 析 等 を 行 なっ て 株 レベルで 既 知 の 病 原 遺 伝 子 を 持 たないことが 確 認 できた 場 合 に 限 って 使 用 する 新 規 性 が 高 く 使 用 もしくは 暴 露 の 経 験 が 十 分 でない 種 に 属 する 微 生 物 株 を 宿 主 として 用 いる 場 合 には 既 知 病 原 微 生 物 種 に 該 当 しないことに 加 えて 分 離 場 所 生 育 温 度 栄 養 要 求 性 等 の 諸 特 性 を 考 慮 して 使 用 の 可 否 を 総 合 的 に 判 断 する 供 与 核 酸 が 宿 主 微 生 物 に 病 原 性 や 薬 剤 耐 性 等 の 有 害 な 性 質 を 与 える 可 能 性 について は 文 献 調 査 やデータベース 検 索 によって 評 価 を 行 なう その 他 の 考 慮 すべき 点 日 和 見 感 染 が 疑 われる 種 に 属 する 微 生 物 株 を 組 換 え 宿 主 として 用 いる 場 合 には PCR も しくは 全 ゲノム 解 析 等 により 既 知 の 病 原 遺 伝 子 を 持 たないことを 株 レベルで 確 認 する ま た 代 替 薬 剤 のない 多 剤 耐 性 遺 伝 子 等 臨 床 上 のリスクが 高 い 薬 剤 耐 性 因 子 を 持 たないこ とを 薬 剤 感 受 性 試 験 もしくは 全 ゲノム 解 析 等 により 確 認 する 必 要 な 場 合 には 使 用 場 所 へ の 易 感 染 者 の 立 ち 入 りを 制 限 する 等 の 管 理 を 行 う 5.4. 有 害 物 質 の 産 生 性 基 本 的 な 考 え 方 評 価 に 当 たっては 宿 主 微 生 物 株 供 与 核 酸 についてそれぞれ 検 討 を 行 い その 上 で 個 別 に 総 合 的 な 検 討 が 必 要 となる 病 原 性 の 場 合 と 同 様 に 文 献 データベース 等 の 既 知 情 報 を 最 大 限 に 活 用 して 評 価 を 行 なうこととする 評 価 に 際 しては 非 組 換 え 宿 主 と 比 較 して 組 換 え 微 生 物 において 有 害 な 性 質 が 許 容 できない 程 度 に 高 まっていないかを 検 討 すること を 基 本 とする 評 価 指 標 についての 考 え 方 病 原 性 の 場 合 と 同 様 に 野 生 動 植 物 に 対 する 影 響 に 加 えて 人 家 畜 農 作 物 に 対 する 影 響 についても 考 慮 する 69

85 評 価 方 法 についての 考 え 方 微 生 物 提 供 機 関 からの 情 報 分 類 指 標 遺 伝 子 の 塩 基 配 列 MLST 法 MALDI-TOF-MS 法 ANI 法 等 を 適 宜 使 用 して 宿 主 微 生 物 株 が 既 知 の 有 害 物 質 生 産 菌 種 に 該 当 しないこと を 確 認 する 既 知 の 有 害 物 質 生 産 菌 種 との 判 別 が 困 難 な 場 合 は 全 ゲノム 解 析 等 を 行 なって 株 レベ ルで 既 知 の 有 害 物 質 生 産 遺 伝 子 を 持 たないことが 確 認 できた 場 合 に 限 って 使 用 する 供 与 核 酸 が 宿 主 微 生 物 に 有 害 物 質 産 生 性 を 与 える 可 能 性 について 文 献 調 査 やデータ ベース 検 索 によって 評 価 を 行 なう 人 へのアレルギー 誘 発 性 については アレルゲンのアミノ 酸 配 列 データベース 等 を 活 用 し て 評 価 を 行 う 宿 主 の 代 謝 系 を 大 幅 に 改 変 した 場 合 等 宿 主 機 能 との 相 互 作 用 によって 未 知 の 有 害 物 質 が 生 産 される 可 能 性 がある 場 合 には 種 子 の 発 芽 阻 害 試 験 水 生 動 物 を 用 いた 毒 性 試 験 等 を 実 施 する 5.5. 核 酸 を 水 平 伝 達 する 性 質 基 本 的 な 考 え 方 微 生 物 ( 特 に 細 菌 古 細 菌 )の 間 では 接 合 ファージ 感 染 自 然 形 質 転 換 等 によって 絶 えず 核 酸 の 水 平 伝 達 が 起 こっていることに 対 する 理 解 が 広 がっている 動 植 物 と 異 なるこう した 核 酸 の 活 発 なやり 取 りによって 微 生 物 の 多 様 な 生 態 系 や 種 内 種 間 の 多 様 性 が 維 持 さ れていると 考 えることもできる こうした 考 えからは 少 なくとも 遺 伝 子 組 換 えに 用 いられた 供 与 核 酸 が 自 然 界 から 得 られたものもしくはその 派 生 物 であって かつ 病 原 性 や 宿 主 の 生 物 多 様 性 影 響 を 高 めるものでない 場 合 においては 供 与 核 酸 の 水 平 伝 達 が 起 こることのみを もってハザードと 見 なすものではなく むしろ 低 頻 度 の 水 平 伝 達 が 起 こりうるとの 前 提 にたっ てその 生 物 多 様 性 影 響 を 評 価 することも 重 要 である こうした 考 えは OECD のドキュメントに も 見 られるように 国 際 的 にも 支 持 されている これらのことから 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 第 一 種 使 用 にあたっては 技 術 的 費 用 的 に 妥 当 な 範 囲 で 水 平 伝 達 の 頻 度 を 下 げる 工 夫 をす る 一 方 で 基 本 的 には 供 与 核 酸 が 水 平 伝 達 することによって 環 境 微 生 物 が 病 原 性 有 害 物 質 産 生 性 または 増 殖 優 位 性 を 獲 得 する 恐 れがあるか 否 かについて 評 価 を 行 うことも 合 理 的 と 考 えられる 70

86 評 価 指 標 についての 考 え 方 細 菌 古 細 菌 に 比 べて 酵 母 や 糸 状 菌 などの 真 核 微 生 物 における 水 平 伝 達 の 頻 度 は 低 いと 考 えられている また 特 殊 な 核 酸 伝 達 機 構 を 持 つ 植 物 病 原 菌 (アグロバクテリウム) 等 の 場 合 を 除 けば 微 生 物 から 動 植 物 に 水 平 伝 達 が 起 こることは 稀 である したがって 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 から 環 境 微 生 物 への 水 平 伝 達 の 評 価 を 行 う 際 には 主 に 環 境 中 ( 主 として 土 壌 中 または 水 中 )に 生 息 する 細 菌 古 細 菌 を 水 平 伝 達 の 受 容 菌 と 想 定 して 評 価 を 行 うこと が 適 当 である 評 価 方 法 についての 考 え 方 供 与 核 酸 の 水 平 伝 達 によって 環 境 微 生 物 に 新 たな 病 原 性 有 害 物 質 産 生 性 または 増 殖 優 位 性 を 与 える 恐 れがあるか 否 かについて 文 献 調 査 やデータベース 検 索 によって 評 価 を 行 う その 際 供 与 核 酸 が 元 とは 異 なる 遺 伝 的 バックグラウンドの 下 に 置 かれることによっ て 病 原 性 等 の 有 害 な 性 質 を 発 揮 する 可 能 性 についても 考 慮 する( 例 えば 毒 素 合 成 パスウ ェイや 病 原 性 カスケードの 一 部 を 構 成 する 遺 伝 子 の 場 合 ) 供 与 核 酸 の 水 平 伝 達 によって 環 境 微 生 物 に 新 たな 病 原 性 有 害 物 質 産 生 性 または 増 殖 優 位 性 を 与 える 可 能 性 が 否 定 できない 場 合 には PCR もしくはメタゲノム 解 析 等 によって 供 与 核 酸 と 同 等 な 遺 伝 子 ( 配 列 の 相 同 性 から 同 種 由 来 と 推 定 できるもの)が 環 境 中 に 存 在 するか 否 かを 調 査 する その 他 の 考 慮 すべき 点 生 物 多 様 性 の 保 全 という 観 点 からは 有 害 性 の 有 無 にかかわらず 供 与 核 酸 が 水 平 伝 達 を 介 して 環 境 中 に 広 がることにより 生 物 多 様 性 や 環 境 に 許 容 できない 不 可 逆 的 な 変 化 を 与 えることがあってはならない 供 与 核 酸 の 性 質 からこの 可 能 性 が 否 定 できない 場 合 に は 実 験 室 内 の 模 擬 環 境 を 使 って 供 与 核 酸 が 生 物 多 様 性 や 環 境 に 不 可 逆 的 な 変 化 を 与 えることがないかを 事 前 に 調 査 する 同 一 環 境 で 同 時 に 複 数 の 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 を 用 いる 場 合 は 組 換 え 微 生 物 間 の 水 平 伝 達 や 交 配 によって 承 認 されていない 新 たな 組 換 え 微 生 物 が 生 成 する 可 能 性 についても 考 慮 が 必 要 である( 特 に 不 和 合 性 の 異 なるプラスミドを 併 用 する 場 合 や 交 配 型 の 異 なる 真 核 宿 主 を 併 用 する 場 合 等 ) 71

87 6. 第 一 編 まとめ 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 使 用 等 の 規 制 による 生 物 の 多 様 性 の 確 保 に 関 する 法 律 (カル タヘナ 法 )に 基 づく 第 一 種 使 用 等 ( 開 放 系 利 用 )の 審 査 を 受 ける 際 の 評 価 項 目 を 定 めた 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 第 一 種 使 用 等 による 生 物 多 様 性 影 響 評 価 実 施 要 領 では 微 生 物 の 評 価 項 目 として 病 原 性 毒 素 産 生 周 辺 の 生 物 への 影 響 等 が 掲 げられている 農 業 医 療 分 野 では 遺 伝 子 組 換 え 技 術 の 第 一 種 利 用 の 実 績 がわが 国 でも 蓄 積 しているが 鉱 工 業 分 野 では 第 二 種 の 利 用 では 多 くの 利 用 がなされているが 第 一 種 等 での 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 利 用 実 績 がない その 理 由 として 動 植 物 とは 異 なり 微 生 物 に 特 徴 的 な 自 然 界 環 境 における 種 の 多 様 性 や 遺 伝 子 の 伝 搬 病 原 性 などにおいて 科 学 的 で 信 頼 性 のある 評 価 手 法 が 確 立 していないことがある 一 方 で 近 年 の 燃 料 を 含 む 炭 素 素 材 の 原 材 料 を 化 石 資 源 から 植 物 資 源 へ 転 換 するとい う 社 会 的 要 請 があり それに 応 えるバイオテクノロジーの 急 速 な 発 達 が 進 んでいる 中 で 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 第 一 種 使 用 の 申 請 が 想 定 されることから 早 急 に 標 準 となる 安 全 性 評 価 手 法 を 確 立 しておく 必 要 がある 以 上 の 状 況 に 対 応 するため 遺 伝 子 組 換 え 生 物 の 安 全 利 用 に 関 する 規 制 である カルタ ヘナ 法 の 第 一 種 使 用 等 における 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 適 切 な 運 用 に 必 要 な 評 価 手 法 を 確 立 するとともに 環 境 影 響 評 価 書 をまとめる 上 で 基 礎 となる 評 価 項 目 評 価 手 法 をまとめ る これにより 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 安 全 かつ 適 切 な 利 用 を 確 保 し 我 が 国 バイオ 産 業 の 健 全 な 発 展 を 促 進 させることを 目 的 とする 調 査 を 行 った そのために 多 方 面 の 専 門 家 を 委 員 として 迎 え 環 境 省 農 林 水 産 省 文 部 科 学 省 厚 生 労 働 省 財 務 省 の 関 係 省 庁 からのオブザーバーの 出 席 をお 願 いし 広 く 論 議 を 進 めた 以 下 に 論 議 された 項 目 ごとに 要 点 と 重 要 な 意 見 をまとめた 他 の 生 物 への 影 響 ( 生 態 系 への 影 響 ) 微 生 物 叢 は 自 然 界 ではきわめて 多 様 で 変 動 も 激 しく 動 植 物 とは 同 一 に 取 り 扱 えない 種 の 区 分 が 動 植 物 と 異 なり 微 生 物 においては 遺 伝 子 の 種 間 の 移 動 は 自 然 界 では 広 く 起 こり それを 抑 えることは 困 難 との 認 識 が 必 要 微 生 物 叢 は 気 候 等 の 影 響 を 受 けて 変 動 している どの 時 点 からの 変 化 を 見 るのか 組 換 え 微 生 物 の 宿 主 菌 との 比 較 によって 影 響 を 評 価 する 百 万 分 の1へ 頻 度 菌 数 の 減 少 をもって 安 全 性 評 価 とする 宿 主 細 胞 の 病 原 性 ゲノム 配 列 により 病 原 因 子 を 検 証 日 和 見 感 染 性 は 補 体 に 対 する 感 受 性 を 検 証 する 広 く 学 会 の 意 見 を 参 照 すべき 導 入 遺 伝 子 の 有 害 性 72

88 アレルゲン 評 価 は アミノ 酸 配 列 データベースで 評 価 する 生 合 成 経 路 の 改 変 生 合 成 経 路 の 改 変 による 想 定 外 の 有 害 物 質 の 出 現 リスクをどう 評 価 すべきか 最 新 の 科 学 的 な 知 見 をもとに 推 定 検 証 する 植 物 では 組 換 え 体 全 体 を 土 壌 にすき 込 み レタスの 種 子 の 発 芽 能 で 検 証 薬 剤 耐 性 遺 伝 子 の 遺 伝 子 マーカーとしての 利 用 リスクの 低 いマーカー 遺 伝 子 と 使 うべきでないマーカー 遺 伝 子 を 区 別 する 遺 伝 子 の 水 平 伝 播 は 微 生 物 では 広 く 起 こっている 遺 伝 子 導 入 をプラスミッドベクターよりも 染 色 体 への 挿 入 タイプを 推 奨 するか 遺 伝 子 の 取 り 込 み 伝 播 は 微 生 物 間 だけではなく 自 然 界 では 裸 の DNA でも 起 こるため 抑 えきることは 不 可 能 である 広 く 安 全 と 認 識 される 宿 主 細 胞 を 取 りかかりとして 承 認 審 査 を 進 め 対 象 を 順 次 広 げてい く これらの 論 議 もとに 5. 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 第 一 種 使 用 における 生 物 多 様 性 影 響 評 価 の 基 本 的 な 考 え 方 として 取 りまとめた 73

89 資 料 1 想 定 される 安 全 性 評 価 の 判 断 基 準 に 関 する 課 題 抽 出 ( 議 事 録 要 約 より) 事 業 説 明 会 1 回 委 員 会 4 回 ワーキングループ 会 議 2 回 の 論 議 で 上 がった 課 題 について 各 議 事 録 より 抽 出 した 出 席 者 ( 累 積 ) 委 員 長 : 福 田 雅 夫 副 委 員 長 : 矢 木 修 身 委 員 : 江 崎 孝 行 伊 藤 元 巳 藤 田 信 之 珠 坪 一 晃 野 尻 秀 昭 中 村 和 憲 JBA: 清 水 栄 厚 不 藤 亮 介 穴 澤 秀 治 矢 田 美 恵 子 林 ルミ 子 オブザーバー 出 席 環 境 省 : 東 岡 礼 治 岡 部 佳 容 森 川 政 人 農 林 水 産 省 : 二 階 堂 孝 彦 文 部 科 学 省 : 宮 脇 豊 宮 本 英 尚 栗 林 俊 輔 厚 生 労 働 省 : 松 倉 裕 二 財 務 省 : 大 田 萌 NITE: 下 平 潤 三 浦 隆 匡 山 副 敦 司 須 藤 学 黄 地 祥 子 武 部 文 美 経 済 産 業 省 : 田 村 道 宏 谷 浩 中 澤 秀 和 菅 原 廣 光 1 第 一 回 委 員 会 (9/10 日 開 催 ) 本 年 度 事 業 の 目 的 カルタヘナ 法 施 行 から 10 年 その 特 徴 の 一 つとして 組 換 え 生 物 第 一 種 使 用 と 第 二 種 使 用 に 分 かれる 第 一 種 は 環 境 中 での 使 用 第 二 種 では 基 本 的 に 微 生 物 は 環 境 中 に 残 存 しないもの と 定 義 されている 第 一 種 使 用 は 植 物 等 の 実 績 は 多 くあるが 産 業 利 用 の 微 生 物 に 関 して 承 認 実 績 はなく 経 産 省 ではこの 産 業 利 用 に 向 けて 検 討 してきた 本 年 度 は 最 終 年 度 のため 微 生 物 の 第 一 種 使 用 に 向 けた 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 評 価 手 法 をまとめる 本 事 業 の 調 査 内 容 拡 散 を 制 御 する 措 置 を 行 なっている 製 造 事 業 所 内 での 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 等 の 利 用 を 想 定 した 評 価 手 法 の 取 りまとめに 向 けていく 本 年 度 は 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 等 に 関 する 環 境 影 響 評 価 に 着 目 し 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 第 一 種 使 用 等 における 生 物 多 様 性 影 響 評 価 実 施 要 領 ( 平 成 15 年 告 示 ) に 従 って 評 価 に 対 する 考 え 手 法 等 について 基 準 を 整 理 することをめざし 基 本 的 な 考 え 方 を 取 りまとめる 74

90 次 年 度 以 降 は 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 等 と 環 境 との 接 触 を 制 限 する 措 置 と 生 物 多 様 性 との 関 連 その 評 価 等 に 関 する 手 法 について 製 造 事 業 者 等 の 協 力 を 得 ながら 具 体 的 に 検 討 を 行 っ ていき 実 地 に 沿 った 評 価 手 法 を 取 りまとめる 検 討 会 で 論 議 すべき 内 容 の 検 討 多 様 性 影 響 評 価 書 の 記 載 項 目 ごとの 評 価 ハザード リスク 環 境 リスク 評 価 におけるエンドポイントについての 定 義 の 確 認 組 換 え 微 生 物 の 場 合 何 を 評 価 エンドポイントにすればよいかが 重 要 カルタヘナ 法 では 告 示 別 表 第 二 に 示 された 環 境 評 価 項 目 (= 想 定 するハザードの 範 囲 )と 影 響 評 価 手 順 (エンドポイントの 設 定 Consequences の 評 価 Likelihood の 評 価 )の 積 で 特 定 または 選 定 された 野 生 動 植 物 等 の 種 または 個 体 群 の 維 持 に 支 障 を 及 ぼすおそれがあるか 否 かを 判 断 する 環 境 評 価 項 目 で 水 平 伝 達 のハザードと 頻 度 についての 評 価 は 難 しい 東 大 の 野 尻 先 生 が 昨 年 度 までに 接 合 頻 度 を 評 価 する 実 験 を 行 っている 質 疑 応 答 価 値 を 持 つ 環 境 要 素 人 によって 立 場 によって 異 なるので 価 値 という 言 葉 は 使 うべきで はない それが 絶 滅 危 惧 種 であった 場 合 特 別 の 価 値 を 持 つ 知 られていない 生 物 の 潜 在 的 な 遺 伝 資 源 としての 価 値 生 物 系 要 素 としての 価 値 本 来 の 自 然 の 環 境 の 要 素 もある 人 間 の 求 める 価 値 と 自 然 環 境 の 倫 理 と 吟 味 したほうがよい 問 題 である どういう 種 であれ ある 特 定 の 種 が 減 少 するという 性 質 はまず 避 けるべきか 本 来 の 野 生 種 非 組 み 換 え 体 と 比 較 して 同 等 であることを 抑 えていれば 問 題 ない 次 世 代 シーケンサーによるバイオスティミュレーションに 伴 う 微 生 物 叢 の 経 時 変 化 の 解 析 で は NITE の 研 究 にあるように 大 きな 経 時 変 化 が 認 められる 16S 配 列 だけでは 病 原 菌 の 増 減 の 判 断 ができない 場 合 がある( 枯 草 菌 と 炭 疽 菌 など) 病 原 因 子 があるかということを 合 わせて 評 価 が 同 時 に 必 要 バイオスティミュレーションや 農 業 で 肥 料 を 入 れただけでも 同 様 のことが 起 こる これらは 日 常 的 に 起 こっていると 推 定 されるの で それをどう 評 価 するかが 課 題 海 外 調 査 について アメリカ カナダ オーストラリア EU 等 各 国 の 環 境 影 響 評 価 が 実 際 どのように 行 われている か web 上 から 調 べた 各 国 の 法 律 や 規 制 の 中 で 環 境 評 価 に 関 する 基 準 や 申 請 にあたって 要 75

91 求 される 項 目 を 抜 き 出 してまとめた 各 国 の 事 例 を 参 考 に 日 本 の 評 価 を 検 討 する 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 については 他 国 の 指 標 では 見 当 たらない アメリカだと 核 酸 を 水 平 伝 達 する 性 質 があるかどうかが 課 題 他 の 国 においては 伝 達 の 結 果 悪 影 響 を 及 ぼすことがあるかどうかが 重 要 視 される 国 によって 違 うことがうかがわれる 質 疑 応 答 日 本 のカルタヘナの 法 令 で 水 平 伝 達 したものが 野 外 に 生 じた 場 合 違 反 に 当 たるのか 農 作 物 に 置 き 換 えて 考 えれば 水 平 伝 達 すること 自 体 影 響 は 拡 大 していくという 判 断 ナタネの 場 合 交 雑 種 ができた 場 合 違 法 ということになりました 微 生 物 に 当 てはめて 他 のものに 移 った 場 合 違 法 なものが 存 在 するということになるが 今 の 法 令 上 でそれがどう 扱 われるか 調 べていただきたい ナタネの 例 ですと 除 草 剤 耐 性 と 害 虫 抵 抗 性 の 承 認 されたものがある 野 外 に 出 てしまって 出 たことについては 第 一 種 使 用 で 違 法 ではないが 野 外 で 交 配 してしまって 両 方 の 性 質 をもつも のができてしまった それは 日 本 では 未 承 認 なので 法 律 違 反 となった リスクと 法 律 上 の 問 題 は 切 り 離 さないといけない リスクに 関 しては 我 々でつくる 指 針 に 従 って 進 めるのだが 法 律 がどうなっているかクリアする 必 要 がある 基 本 的 には 法 律 には 生 物 多 様 性 に 影 響 があるかないかということしか 書 いていない 実 験 検 討 を 伴 う 調 査 内 容 の 説 明 ( 江 崎 ) 組 換 え 体 に 使 うホストの 安 全 性 評 価 を 検 討 する 宿 主 株 の 類 縁 に 病 原 菌 がいない 場 合 の 安 全 性 の 基 準 について 16S rrna 単 独 の 検 討 だけでは 識 別 できない 多 くの 場 合 日 和 見 病 原 体 は 明 確 な 感 染 実 績 がなく 識 別 しにくい 化 学 療 法 学 会 感 染 症 学 会 臨 床 微 生 物 学 会 の 3 学 会 では 臨 床 的 に 重 要 な 43 薬 剤 に 対 する 耐 性 菌 の 出 現 を 監 視 している 内 閣 府 食 品 安 全 委 員 会 では 食 品 を 介 してヒトの 健 康 に 影 響 を 及 ぼす 細 菌 に 対 する 抗 生 物 質 の 重 要 度 のランク 付 けの 見 直 しを 行 っている 抗 生 物 質 をWHOのランクごとにわけ それらのゲノム 情 報 のDATA セットを 作 成 し バイレメ 候 補 株 のゲノム 上 の 耐 性 候 補 遺 伝 子 をスクリーニングし 保 有 遺 伝 子 情 報 に 沿 って 抗 菌 物 質 を 絞 り 込 み 感 受 性 試 験 を 実 測 する そしてWHOのランク 3 レベルの 薬 剤 耐 性 しかなければ 安 全 に 利 用 できるのではないか 日 和 見 病 原 体 の 二 つ 目 の 安 全 性 指 標 例 として 血 清 耐 性 を 調 べた 学 生 ボランティア 10 名 の 血 液 を 使 って 計 測 した バイレメ 株 は 傷 口 等 から 血 液 に 入 ってもすぐに 殺 菌 されるが 個 体 差 が 大 きかった 76

92 質 疑 応 答 宿 主 ベクター 系 のベクターに 使 う 薬 剤 耐 性 自 体 も 考 え 直 す 必 要 が 出 てくるのではないか 完 全 にゲノム 上 に 入 れて 薬 剤 耐 性 を 落 としてしまうのがよいと 考 えている 植 物 の 場 合 も 考 え 直 したほうがいいということか バクテリアの 場 合 は 常 に 遺 伝 子 を 組 換 え ているのでゲノム 上 へ 移 すのがよい 日 和 見 感 染 の 場 合 は 非 感 染 者 の 場 合 は 補 体 を 持 っていても 感 染 してしまうのか ほとんど 菌 が 死 んでしまうというデータさえあれば 生 き 残 れないという 検 証 になる 微 生 物 の 薬 剤 耐 性 は 遺 伝 子 レベルでわかるのではないか 遺 伝 子 で 耐 性 が 予 測 できる 薬 剤 と 予 測 が 難 しいものがある 検 討 課 題 の 抽 出 と 論 議 /その 他 の 指 標 の 検 討 海 外 の 状 況 を 加 味 しながら 環 境 評 価 項 目 の 一 覧 表 を 埋 め 考 え 方 を 定 めていく 海 外 の 事 例 で 病 原 性 について 英 国 に 疾 病 の 治 療 や 予 防 手 段 を 無 効 にする 悪 影 響 等 と あるが 治 療 の 予 防 を 無 効 にするのは 薬 剤 耐 性 だろうと 推 測 できるが 予 防 手 段 を 無 効 にすると はどういうことか オーストラリアはかなり 厳 しめだが 第 一 種 はないだろう 生 物 多 様 性 関 係 については ニュージーランドは 日 本 よりかなり 厳 しく オーストラリアと 密 に 連 絡 をとって 同 調 している 植 物 では 近 縁 の 野 生 種 の 存 在 が 重 要 ニュージーランドではカーネーション 日 本 のイネ ト ウモロコシが 環 境 影 響 評 価 としては 問 題 にならない 雑 草 性 がない 日 本 だとダイズは 野 生 種 があり 厳 しい カルタヘナ 法 以 外 の 関 係 法 律 では 指 定 病 原 菌 を 扱 う 場 合 は 感 染 症 予 防 法 が 挙 げられるが 基 本 的 に 産 業 利 用 は 想 定 しにくい 労 働 安 全 衛 生 法 もあるが 今 の 段 階 ではそれほど 大 きな 影 響 はないと 考 えている 製 造 事 業 所 内 で 扱 う 想 定 では 具 体 的 な 装 置 をイメージするとよい 藻 類 の 油 脂 生 産 が 注 目 されているが 組 換 え 体 についての 考 え 方 はあまりでてきていないのでないか 藻 類 は 企 業 での 屋 外 実 験 が 想 定 される 太 陽 光 を 使 うため 今 の 拡 散 防 止 措 置 条 件 は 厳 し いとのこと 組 換 え 生 物 を 使 う 場 合 には 必 要 が 出 てくる また 組 換 え 微 生 物 を 大 規 模 に 使 う 製 造 事 業 所 の 場 合 は 今 の 拡 散 防 止 措 置 は 実 際 に 適 用 できるのか そこで 製 造 事 業 所 での 一 種 使 用 についてそれ 以 外 の 措 置 を 拓 く 必 要 がある 環 境 影 響 評 価 が 出 ていれば 仮 に 環 境 中 77

93 に 曝 露 された 場 合 でも ある 程 度 影 響 の 見 通 しが 立 てられる 微 生 物 叢 のモニタリング 手 法 自 体 は 妥 当 だと 考 えている 汚 染 土 壌 にはそもそも 多 様 性 が 失 われている 多 様 性 の 基 準 点 をいつにするかが 課 題 物 質 によって 変 動 日 数 が 異 なる バイレメのプロジェクトで 実 際 に 病 原 菌 と 同 じ 種 の 微 生 物 が 検 出 され 解 釈 が 難 しい 生 産 工 程 から 漏 れたケースでは 追 跡 は 難 しくはない 汚 染 環 境 だともう 多 様 性 は 失 われている 状 況 が ある 微 生 物 叢 は 季 節 の 変 動 とか 井 戸 一 本 掘 っただけでもガラッと 変 わってしまうので 変 動 を みて 影 響 ありの 判 断 が 難 しい バイレメ 指 針 の 審 査 では 実 際 に 菌 叢 がどう 影 響 受 けるか 見 ているのか? バイレメのプロジェクトでリアルタイムに 初 めて 追 跡 した 単 に 畑 に 肥 料 をまき 変 動 を 見 てい る 実 際 に 微 生 物 を 導 入 したときの 比 較 で 行 くと そこで 差 はなくなると 予 想 バイオスティミュレ ーションに 対 して 差 があるかどうかがバイレメ 指 針 での 考 え 方 導 入 した 菌 が 減 るからそれで 問 題 は 無 い 浄 化 をしてしばらくの 後 で トータルのバクテリア 数 やカビの 数 を 見 て 差 がない でよいとする のか 新 しい 技 術 が 出 てきて 計 測 や 精 度 が 上 がり 逆 にハードルが 高 くなる リアルタイムで 細 かく 変 動 している 実 際 の 組 換 え 体 の 影 響 の 可 能 性 は 低 い バイレメ 指 針 の 場 合 は 当 初 は 一 般 細 菌 とカビや 放 線 菌 の 数 を 調 べたが 一 般 細 菌 は 餌 があ ればバッと 増 えて 減 り 自 然 の 変 動 の 方 が 大 きいため 環 境 省 も 経 済 産 業 省 もその 菌 が 増 えな ければよい という 簡 単 な 方 法 になった 同 じ 考 え 方 をすれば 組 換 え 体 もその 菌 が 増 えなけれ ばいいのではないか 細 菌 の 場 合 は 2 つ 要 因 があって その 細 菌 が 増 えたために 他 の 菌 を 排 除 した その 細 菌 が 出 す 有 害 物 質 によって 影 響 を 受 ける の 2つに 切 り 分 けて 考 える 必 要 がある 前 者 は 増 えなけ ればよいと 思 うが 後 者 は 数 でなく 出 す 有 害 物 質 によるので 切 り 分 けるべき アメリカでも 抗 生 物 質 の 生 産 性 とある 植 物 の 場 合 は 野 生 種 があるのか 植 物 の 場 合 は 交 雑 性 という 項 目 がある 一 番 上 にあるのが 雑 草 性 増 殖 して 他 を 排 除 する 性 質 があるか 有 害 物 質 の 産 生 性 交 配 して 遺 伝 子 が 他 のものに 移 る 交 雑 性 の 3 つ 植 物 は 考 慮 の 対 象 がある 程 度 決 まっており 種 を 超 えて 交 配 しないので 評 価 しやすい 微 生 物 の 場 合 水 平 伝 達 があるので 評 価 が 難 しいと 感 じる 農 水 は 微 生 物 やっているか 農 水 は 生 ワクチンでウイルスの 承 認 を 2 件 ほど 行 なっている アメリカでは 実 験 的 環 境 放 出 レベルで 行 なわれている 完 全 に 出 すのでなく 容 器 の 中 でや 78

94 るバイレメの 様 な 環 境 中 に 放 出 するものはない ただし 1990 年 代 では 遺 伝 子 組 換 え 混 入 菌 を 承 認 して 販 売 した 実 例 はある 有 害 物 質 の 産 生 に 関 しては アレルギーについてはどう 解 析 しているのか アレルギーを 起 こしやすいアミノ 酸 配 列 がわかっていてそれで 検 索 する 導 入 した 遺 伝 のつくったたんぱく 質 が 既 存 のアレルゲンと 対 応 するかどうかデータベースがあ るので すぐにわかる 有 害 物 質 産 生 性 について 導 入 遺 伝 子 産 物 自 体 は 有 害 ではなく 有 害 物 質 を 生 産 しない 宿 主 に 入 れて 組 換 え 体 とした 場 合 に 遺 伝 子 にも 宿 主 にもない 想 定 外 の 有 害 物 質 が 産 生 された 場 合 は 想 定 されないか その 場 合 アッセイ 系 を 用 いて 調 べる 必 要 があるのではないか 代 謝 をいじった 場 合 何 が 起 こ るかわからないという 理 由 で 止 めるのはどうか 審 査 は 最 新 の 科 学 的 知 見 で 考 えるべき で 想 定 外 を 考 えると 何 もできなくなる 2 第 1 回 ワーキンググループ 会 議 (10/24 日 開 催 ) 1 10/4 日 当 事 業 説 明 会 について 10/4 に 当 事 業 の 取 り 組 みについて 説 明 会 意 見 交 換 会 を 開 催 した 初 めての 試 み 当 事 業 では 実 際 の 事 業 者 の 考 えが 非 常 に 重 要 であることから 企 画 した 参 加 企 業 20 社 3 機 関 短 期 間 の 広 報 にも 関 わらず 多 くの 参 加 が 集 まった 2 組 換 え 体 の 交 雑 体 の 出 現 の 際 の 法 的 解 釈 について( 環 境 省 ) 第 一 回 委 員 会 の 論 議 から 出 た 質 問 に 対 する 環 境 省 の 回 答 < 質 問 > 野 外 において 既 に 承 認 された 遺 伝 子 組 換 え 生 物 と 他 の 既 に 承 認 された 遺 伝 子 組 換 え 生 物 の 交 雑 個 体 が 確 認 された 場 合 カルタヘナ 法 の 違 反 とみなすか < 回 答 > 環 境 省 と 農 水 省 で 考 え 方 をまとめた 項 目 1: 異 なる 遺 伝 子 を 組 み 換 えた 農 作 物 が 交 雑 した 場 合 は 改 めて 第 一 種 規 定 の 承 認 をする ようにとなっている この 考 えに 基 づき 植 物 の 第 一 種 使 用 等 に 関 する 局 長 通 知 ( 環 境 省 と 農 林 水 産 省 )では スタック 系 統 の 使 用 等 については 個 別 に 承 認 を 受 けるように 定 めている 項 目 2: 人 為 的 なかけ 合 わせは 未 承 認 農 作 物 に 該 当 し 違 反 となり 回 収 その 他 の 措 置 を 命 じる ことができる (4 条 10 条 1 項 ) 項 目 3. 非 意 図 的 な 場 合 違 反 にあたらない カルタヘナ 法 は 使 用 等 した 者 に 対 する 規 制 を 79

95 講 じた 法 体 系 であり 非 意 図 的 な 場 合 は 使 用 等 した 者 が 存 在 しないから しかし この 交 雑 個 体 より 生 物 多 様 性 影 響 が 生 じた 場 合 防 止 のために 主 務 大 臣 は 1 規 定 を 変 更 するか 廃 止 しなければならない(7 条 ) 2 緊 急 の 場 合 は 輸 入 栽 培 等 の 中 止 等 を 命 ずることができる(10 条 2 項 ) 項 目 4. 承 認 の 際 に 野 生 植 物 と 比 較 して 競 合 における 優 位 性 を 同 程 度 以 下 と 確 認 していること から 非 意 図 的 に 交 雑 個 体 が 発 生 する 蓋 然 性 は 低 い 万 が 一 発 生 したとしても 3.のとおりカ ルタヘナ 法 に 基 づき 対 応 することができる 植 物 の 場 合 と 微 生 物 の 場 合 は 交 雑 のパターンが 異 なる 項 目 3.の 非 意 図 的 な 要 因 を 理 由 として 交 雑 個 体 が 生 じた 場 合 には カルタヘナ 法 上 主 務 大 臣 は 1 交 雑 個 体 が 自 然 環 境 下 で 世 代 交 代 を 繰 り 返 し 生 育 範 囲 を 拡 げるような 環 境 の 変 化 又 は 新 たな 科 学 的 知 見 が 認 められた 場 合 には の 部 分 は 解 釈 が 難 しいと 思 われる たとえ ば 世 代 交 代 をしてもだめなのか 生 育 範 囲 を 拡 げなければいいのかあるいは 拡 げても 環 境 が 変 化 しなければいいのか 具 体 的 にはどういうケースを 想 定 されているのか それと 項 目 4.で 植 物 の 場 合 は 世 代 交 代 を 繰 り 返 すことは 想 定 されない とあるが 実 態 の 説 明 だと 思 うが 世 代 交 代 が 認 められない については 審 査 が 行 われているのか カルタヘナ 法 第 7 条 に 生 物 多 様 性 影 響 が 生 じるおそれがあると 認 められるに 至 った 場 合 は 変 更 または 廃 止 となっていて 予 防 原 則 に 基 づいて 生 じるおそれがある と 判 断 した 段 階 でさ まざまな 措 置 ができるようになっている 遺 伝 子 組 み 換 え 農 作 物 では 自 生 であるツルマメとダイズがあるがそれらの 交 雑 し 得 る 確 率 が どのくらいか 交 雑 したとしてどんどん 野 外 に 広 がっていくのか 1 世 代 目 は 交 雑 するが 次 の2, 3 世 代 には 広 がっていかない 状 況 だとか 拡 大 するのか 否 かがこれまでの 審 査 では 重 視 されて いた ナタネは 交 雑 体 が 見 つかっても 翌 年 にはなくなっている 交 雑 体 が 拡 大 している 兆 候 にな い ということをもって 生 物 多 様 性 影 響 がない と 判 断 している 今 までの 審 査 のやり 方 では 世 代 交 代 しているからダメというのではなく その 後 の 拡 がりを 勘 案 しながら 全 体 的 に 見 ていき 生 物 多 様 性 に 影 響 を 与 えないという 判 断 もできる 交 雑 個 体 を 審 査 する 場 合 にF1ができ F2 F3ができていくかどうかはかなり 重 要 ポイント F 2ができて 適 応 度 が 下 がる 適 応 度 が 下 がることをもって 拡 がっていくことはないだろう という ことが 交 雑 性 を 審 査 する 上 でポイントになってくる ほとんど 数 を 殖 やしていかない 拡 大 してい く 兆 候 にないことが 審 査 根 底 にある 80

96 基 本 的 には 交 雑 したのが 悪 いというのではなくて 交 雑 したものが 野 外 に 広 がっていくことが なければ 問 題 ではありません 植 物 の 場 合 は 野 生 種 が 影 響 を 受 けるかどうかだから ダイズとツルマメのように 野 生 種 があ る 場 合 は 問 題 だが トウモロコシのように 野 生 種 がない 場 合 は 考 えなくてもよいのか そうとは 限 らず 2つの 別 の 組 換 え 体 が 交 雑 して 雑 草 化 し 他 の 植 物 を 駆 逐 するようなあるい は 有 害 物 質 を 作 る 性 質 ができた 場 合 は ダメです 同 種 というか 交 雑 可 能 かどうかが 判 断 ポイント 3 環 境 省 (オブザーバー)の 意 見 カルタヘナ 法 の 統 一 的 な 枠 組 みから 他 と 整 合 性 がとれているかどうか 心 配 な 4 点 挙 げたい 農 作 物 はこうであるが 微 生 物 はどうなのか という 点 を 指 摘 した 1 生 物 多 様 性 影 響 の 評 価 は 影 響 の 性 質 や 程 度 を 的 確 に 評 価 できる 方 法 を 慎 重 にすべき カ ルタヘナ 法 第 10 条 第 1 項 によると 主 務 大 臣 は 生 物 多 様 性 影 響 を 生 じるおそれがないことを 認 めるときのみしか 承 認 できない 許 可 をとらずに 違 反 した 者 に 対 しては 回 収 という 重 いことを 命 じることができる 第 2 項 では 一 旦 国 が 承 認 したものが 環 境 の 変 化 や 知 見 の 蓄 積 により 緊 急 の 必 要 があるときは 使 用 者 に 対 して 中 止 または 必 要 な 措 置 を 命 じることができるとしか 法 律 上 は 明 示 していない つまり カルタヘナ 法 第 4 条 第 5 項 にあるように 生 物 多 様 性 影 響 がない ことが 担 保 にないと 基 本 的 には 承 認 できないのではないかと 考 えている 農 作 物 は 影 響 が 出 た 段 階 で 回 収 することも 環 境 影 響 をモニタリングすることも 可 能 だが 微 生 物 は 一 旦 外 に 出 た ら 回 収 は 難 しいと 考 えているため 評 価 は 慎 重 にすべきという 印 象 がある 2 影 響 の 対 象 は 遺 伝 子 組 換 え 生 物 等 の 第 一 種 使 用 等 による 生 物 多 様 性 影 響 評 価 実 施 要 領 に 基 づき 絶 滅 危 惧 種 に 限 らず 普 通 種 も 含 めた 評 価 を 行 うべき この 要 領 は6 省 庁 が 主 幹 となり 作 成 した 生 物 多 様 性 影 響 が 生 じるおそれの 有 無 等 の 判 断 は 当 該 野 生 動 植 物 の 種 または 個 体 群 の 維 持 に 支 障 を 及 ぼすおそれがあるか 否 かを 判 断 する と なっている 植 物 では 種 の 維 持 に 影 響 を 及 ぼすとは 絶 滅 危 惧 種 が 絶 滅 しない 個 体 群 の 維 持 というのは たとえば 地 域 個 体 群 についても 維 持 されるという 観 点 で 農 作 物 については 普 通 種 についても 判 断 している こういった 判 断 をすべきではないか 3 病 原 菌 など 人 の 健 康 に 対 する 安 全 性 の 評 価 はこの 検 討 会 で 議 論 するだけで 足 りるのか 農 林 水 産 省 では 食 品 の 安 全 性 のみを 評 価 する 検 討 会 が 別 途 立 ちあがっている 微 生 物 では 安 全 性 を 評 価 する 法 律 がないため 慎 重 に 議 論 する 必 要 があるのではないか 病 原 菌 につい てはこの 検 討 会 で 議 論 するだけでは 足 りないのではないか 人 の 健 康 に 対 する 安 全 性 に 対 して 81

97 穴 が 生 じないか と 懸 念 している 4 有 害 物 質 の 産 生 性 については 宿 主 と 導 入 遺 伝 子 の 身 だけでなく 相 互 作 用 などを 見 る 必 要 があるのではないか 有 害 物 質 の 産 生 性 については 宿 主 と 導 入 遺 伝 子 のみだけではなく 相 互 作 用 などを 見 る 必 要 があるのではないか 農 作 物 については すきこみ 試 験 などをして 影 響 を 見 ている 4の 相 互 作 用 というのは 微 生 物 の 場 合 交 雑 のことをいっているのか いろんな 環 境 の 中 で 機 能 が 変 わることを 言 っているのか 宿 主 に 遺 伝 子 が 入 ることによって 組 換 え 微 生 物 の 中 の 遺 伝 子 単 体 で 評 価 するだけでなく ど ういう 作 用 が 生 ずるのかを 見 ておく 必 要 がある 微 生 物 群 として 見 る 必 要 か 宿 主 に 遺 伝 子 が 入 り 宿 主 の 代 謝 系 と 入 れた 遺 伝 子 の 活 性 によって 思 わぬものが 出 てくる のではないか 作 物 の 場 合 理 論 上 だけでなく 何 がどうなっているかは 分 からないが 実 際 にどんなことに なっているか 結 果 を 見 ることになっている 栽 培 した 後 の 土 に 有 害 物 質 が 出 ているかどうか 評 価 することを 指 しているのでは その 場 合 評 価 対 象 になる 有 害 物 質 の 範 囲 はどうなっているの か すべての 評 価 はできないが 他 の 植 物 の 発 芽 や 生 育 微 生 物 の 繁 殖 に 影 響 があるものを 評 価 している 評 価 手 法 を 考 えなければならないと 思 うが ゴールは 相 互 作 用 で 生 物 多 様 性 に 影 響 を 及 ぼ すかどうかで そのための 指 標 ということでよいか 生 物 多 様 性 影 響 がないことをしっかり 評 価 し 担 保 できれば 問 題 ない その 中 でいくつかの 項 目 があるので 単 体 だけでなく 遺 伝 子 組 換 え 生 物 が 導 入 されることによってどういう 機 能 を 持 っているのかをしっかり 議 論 する 必 要 があるのではないか 具 体 的 に 行 なっていることは 非 組 換 え 体 と 組 換 え 体 を 栽 培 した 土 を 使 ってレタスの 種 子 を 蒔 き 同 じくらい 発 芽 成 長 するかどうかを 植 物 に 関 しては 見 ている 微 生 物 に 関 しては 組 換 え 非 組 み 換 え 体 をそれぞれ 栽 培 した 土 の 中 に 細 菌 をサンプルとして 撒 いてコロニーの 数 が 違 うかど うかを 数 えている 一 応 指 針 としてはそういうことを 行 なうことになっている 評 価 方 法 についての 考 え 方 を 作 っておかないと ゴールがない こういう 試 験 をしなさいということを 指 針 として 定 められており それでもって 同 等 性 を 確 保 する 82

98 という 形 にはなっている どこが 中 心 になってオーソライズされているのか 遺 伝 子 組 み 換 え 農 作 物 については どういうふうに 評 価 調 査 しなければならないかというの を 第 一 種 規 定 の 承 認 について 農 林 水 産 省 と 環 境 省 の 局 長 通 知 で 評 価 要 領 を 出 している その 中 で 有 害 物 質 の 産 生 性 についてこういう 試 験 を 行 ないなさいと 明 記 している こういうことをやれば ある 程 度 の 安 全 性 が 確 保 できるのではないかということで 定 められた 試 験 方 法 である 技 術 なり 知 見 が 変 わってきたら 評 価 し 直 す 方 法 を 変 える といった 枠 組 みと なっている 現 在 は 組 換 えでない 微 生 物 についての 評 価 方 法 がバイレメではある バイレメは 悪 いところから 出 発 している これは 既 に 在 来 野 生 種 に 影 響 を 与 えないという 前 提 のものなので 最 初 の 出 発 点 が 少 し 違 う 関 連 するということなら 生 物 農 薬 植 物 に 関 しては 評 価 する 方 法 がはっきりしているが 微 生 物 についてははっきりしていない 微 生 物 というのは 極 めて 多 様 であり 対 微 生 物 に 対 する 評 価 はやれない 動 植 物 に 対 する 影 響 評 価 を 具 体 的 に 決 めた 後 に 微 生 物 についての 影 響 を 考 えていくしかないのでは 植 物 の 方 でも 微 生 物 に 対 しては 評 価 できてはいない 現 在 の 方 法 で 評 価 できているとは 思 っ ていない 他 の 微 生 物 が 減 った 増 えたのをもって 影 響 というのは きわめて 多 様 な 微 生 物 に 当 てはめ るのは 難 しいのではないか そこは 緩 めでよいのではないか 生 物 多 様 性 影 響 という 言 葉 自 体 はそもそも Adverse Effect on Biological Diversity とカルタヘナ 議 定 書 にあって 日 本 国 内 で 共 通 認 識 があってできた 言 葉 でなくて 国 際 的 に 議 論 され 輸 入 され た 言 葉 と 思 っている 海 外 の 実 態 調 査 の 予 定 があるが どういうふうな 評 価 が 行 なわれている 状 況 かが 検 討 材 料 になるのではないか バイレメの 実 験 を 行 うと 微 生 物 をみていると 刻 々と 変 化 していくので 多 様 性 という 話 ではな い 印 象 である 人 間 の 生 活 という 観 点 から 微 生 物 は 生 物 多 様 性 に 含 めずともよいのではとい う 考 え 方 もある 実 際 植 物 の 観 点 でも 微 生 物 はとくに 含 めないとみている 印 象 がある 少 なくと も 牛 が 死 んだとか トキがいなくなったという 問 題 は 微 生 物 にはないので むしろ 人 間 が 見 えて いる 動 植 物 にどう 影 響 するかを 評 価 していく 考 え 方 はいかがか 個 々 全 てに 対 しては 難 しいかもしれないが 共 生 菌 が 全 てやられてしまうとか その 場 所 の 微 生 物 相 としての 生 態 的 な 機 能 が 失 われるということになると かなり 大 きな 影 響 が 出 てくるの 83

99 では バイオレメディエーションの 微 生 物 叢 管 理 でかなりの 議 論 をした 自 然 界 の 微 生 物 は 1gの 土 壌 に 100 億 の 微 生 物 がいる これを 制 御 するのは 無 理 だ 従 ってポイントを 絞 って 入 れた 菌 に 病 原 性 があるかどうか 入 れた 菌 が 増 えるかどうか 評 価 しようということになった 病 原 性 が 一 番 ポイントで 日 和 見 菌 についてはどうするかが 重 要 バイレメの 場 合 たいがい 汚 染 されて 草 木 も 生 えない 状 況 だが 通 常 の 環 境 で 使 用 となると そこにある 動 植 物 に 不 利 益 を 与 えないことかを 押 さえる 必 要 がある 逆 にこれを 押 さえれば 個 々の 微 生 物 を 評 価 せずともよい とういう 考 え 方 はいかがか 生 物 多 様 性 条 約 では 微 生 物 は 動 物 植 物 とほぼ 対 等 に 扱 われている それらの 多 様 性 を 保 全 し 影 響 を 与 えてはいけないが 微 生 物 が 動 植 物 に 影 響 を 与 えてそれらの 多 様 性 が 変 わるまで 行 かなくとも カルタヘナ 法 は 微 生 物 そのものの 多 様 性 もターゲットとした 法 律 なのか 経 済 的 な 観 点 では 少 なくとも 動 植 物 に 限 定 できるとしたいところだ たとえば ある 排 水 処 理 システムで の 微 生 物 が 失 われることもある 生 物 多 様 性 とは 種 や 遺 伝 子 レベル 生 態 と 三 段 階 で 見 ましょうとなっているため 微 生 物 は 失 われていいという 判 断 はなされていない 植 物 は 目 で 見 てわかる しかし 微 生 物 の 場 合 多 様 性 が 確 実 に 変 化 した それをネガティブ に 評 価 するのか どこまで 変 わったらどうか という 判 断 がつきかねる 微 生 物 も 有 用 な 微 生 物 が 知 らない 間 に 失 われている となると 生 物 多 様 性 の 損 失 だ それをある 方 法 で 評 価 できるか できないだろう ベースがはっきりしていないのにそれに 影 響 があるかどうか 判 断 が 難 しい カルタヘナ 法 が 作 られた 時 に 微 生 物 の 専 門 家 は 入 っていたのか 生 物 多 様 性 条 約 のほうは 入 っていた 日 本 で 法 律 を 作 った 時 には 入 っていない カルタヘナ 法 そのものがこの3つを 同 等 に 扱 っているから 生 物 多 様 性 条 約 では 微 生 物 を 特 別 視 することはない あの 当 時 は 微 生 物 を 遺 伝 資 源 として 重 要 視 されていた ABS 関 係 では 微 生 物 は 非 常 に 大 きなウェイトを 占 めている ここでいう 生 物 多 様 性 影 響 に 微 生 物 を 入 れなければならないのか 除 外 しなければ 日 本 の 法 律 では 特 別 視 していないため 入 ってしまう 生 物 多 様 性 影 響 評 価 実 施 要 領 の 中 には 組 換 え 微 生 物 に 関 しては 他 の 微 生 物 に 対 する 影 響 を 調 べなさいとある その 評 価 は 動 植 物 と 同 じように 種 または 個 体 の 維 持 に 支 障 があるかとい 84

100 うことを 示 している 具 体 的 な 微 生 物 運 用 まで 考 慮 に 入 れてないのではないだろうか 野 生 株 と 差 があるかどうかをみればよいのでは 組 換 え 非 組 み 換 え 体 で 同 等 であれば 何 も 問 題 がない 4 実 験 検 討 を 伴 う 調 査 内 容 説 明 遺 伝 子 伝 搬 頻 度 についての 検 証 ( 東 京 大 ) 組 換 え 体 を 作 るのにプラスミドはよいツールである 染 色 体 に 固 定 安 定 に 保 持 されると 遺 伝 子 水 平 伝 播 ( 拡 散 )のリスクは 下 がる プラスミドに 組 換 える 手 法 は 作 製 が 容 易 で 大 きなDNAを 運 ぶことができる 点 で 有 利 だが 逆 に 拡 散 のリスクがある 接 合 伝 達 は 導 入 遺 伝 子 が 不 安 定 であるが 拡 散 は 少 なくなる 昨 年 まで 受 容 菌 1 種 について 接 合 時 の 条 件 を 様 々に 変 えて 検 討 した Ca や Mg が 無 いと 接 合 伝 達 しない また 受 容 菌 2 種 類 を 混 ぜて 接 合 させた 場 合 異 なるプラスミドを 用 いた 場 合 な ど を 検 討 した これまではプレートでのコロニー 形 成 で 見 てきたが 今 年 はより 簡 便 に フローサイトメーター を 利 用 し 条 件 を 変 えると 接 合 伝 達 頻 度 が 変 化 する 原 因 の 解 明 や 接 合 伝 達 体 の 安 定 性 評 価 と 不 安 定 性 の 原 因 解 明 を 行 う 予 定 供 与 菌 と 受 容 菌 を 様 々に 変 え 接 合 と 二 価 カチオンの 有 無 変 異 点 の 同 定 接 合 伝 達 体 の 安 定 性 評 価 なども 行 いたい プラスミド 保 持 株 の 割 合 を 経 時 的 に 測 定 すると コロニーの 大 きさ 生 育 曲 線 等 も 変 化 が 出 てく ることがわかる 菌 が 死 にそうになってくると 変 異 を 起 こすことがある 安 定 性 の 評 価 と 不 均 一 性 の 原 因 について 明 らかにしていきたい 不 安 定 性 は 染 色 体 に 比 べてどうか 遺 伝 子 組 換 えというと 遺 伝 子 の 安 定 性 もひとつのポイン トになる プラスミドは 変 わりやすいということか プラスミドによって 違 うが ホスト 側 因 子 により 安 定 性 が 得 られるケースと プラスミド 自 体 が 変 わって 安 定 になるケース 接 合 とか 複 製 とかのマシンナリーがどういうタイプかによって 起 こりや すさに 違 いがある 組 換 え 体 であれば とことん 組 換 えてデザインしてしまったほうが 制 御 しや すい プラスミドが 不 安 定 であり 染 色 体 でも 同 じように 不 安 定 だった ということがあるか ホストをうまく 選 ばないと 染 色 体 の 中 の 相 同 組 換 えが 高 かったり 非 相 同 組 換 えの 頻 度 が 高 かったりして 予 期 せぬ 遺 伝 子 が 出 てきて 遺 伝 因 子 の 中 に 取 り 込 まれてしまってそれが 接 合 85

101 伝 達 性 を 持 つ というケースがある したがって 挿 入 遺 伝 子 は わからないところに 入 れておく より わかっているところにのせたほうが 安 全 接 合 伝 達 にどのくらいの 種 類 の 遺 伝 子 がかかわっているか 把 握 できていないが ホスト 側 の 遺 伝 的 なバックグラウンドを 操 作 することで レシピエントにはなるけれどもドナーにはならない というのは 可 能 か あるホストに 入 ってしまうと 二 度 と 出 てこないという 事 例 は 環 境 中 の 細 菌 から 採 られたナチュ ラルなプラスミドを 調 べることで 可 能 プラスミドのサイズというのは 安 定 性 や 生 育 速 度 に 響 くのか 今 回 は セレクションマーカー は 何 も 入 れていない 系 か 逆 にいえばその 時 点 でセレクションマーカーが 生 きているから それ が 変 異 したことになって 選 ばれるということにはならないのか 薬 剤 耐 性 などのイメージで 考 えられることが 多 いと 思 うが ホスト 側 を 選 ぶ セレクションマーカ ーとして 巨 大 なプラスミド ナチュラルな 状 態 で 何 がマーカーになっているかというと たとえば 転 写 量 だとかメッセンジャーの 量 たんぱくの 量 ホストの 転 写 量 翻 訳 量 をどのくらい 変 えるか という 因 子 の 方 が 実 は 大 きく 効 いている 染 色 体 側 の 制 御 の 方 に 行 ってしまうような 因 子 がのっかるケースが 多 くて 染 色 体 の 方 に 大 き い 影 響 を 与 えてしまう 薬 剤 耐 性 だと 一 つの 遺 伝 子 で 耐 性 になったりならなかったりと 制 御 でき るが 大 きなプラスミドでは 遺 伝 子 も 大 きくなるので 難 しい 面 は 出 てくる 接 合 がいかないように 宿 主 ができるというのは 伝 搬 を 制 御 する 面 で 非 常 に 役 立 ち 有 用 な 情 報 になるのでぜひお 願 いしたい われわれが 携 わったプラスミドは 数 が 限 られてしまうので 報 告 書 では 文 献 情 報 のその 他 の ケースも 含 めてまとめたいと 思 う ジェネラライズの 方 向 に 何 かアイデアをお 持 ちか 分 解 というフィールドで 好 気 の 分 解 で 環 境 中 によく 見 つかってくる 菌 がいくつかある その 中 の 一 つがシュードモナスである 我 々の 実 験 は 主 にシュードモナス 対 象 で ここで 見 つかった 事 例 が 他 の 菌 種 も 半 分 は 使 えるが 半 分 くらいは 違 うかもしれない シュードモナスの 系 のホスト ベクター 系 の 事 例 をどこまでジェネラライズされるかというと さらなる 検 証 が 必 要 5 環 境 影 響 評 価 方 法 の 検 討 項 目 論 点 環 境 影 響 評 価 方 法 の 検 討 項 目 として 議 事 録 から 抽 出 してきたキーワードをまとめた 1 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 非 組 換 え 体 と 同 等 であること 86

102 微 生 物 叢 解 析 技 術 の 向 上 基 準 点 をどこに 定 めるか 2 病 原 性 日 和 見 感 染 性 の 評 価 3 有 害 物 質 の 産 生 性 アレルゲン 評 価 アミノ 酸 配 列 データベース 薬 剤 耐 性 マーカーの 不 使 用 4 核 酸 を 水 平 伝 達 させる 性 質 微 生 物 で 水 平 伝 播 は 避 けられない 種 の 考 え 方 5その 他 交 雑 種 形 成 は 新 しい 組 換 え 体 出 現 ( 植 物 )である 微 生 物 では 避 けられない 生 合 成 経 路 改 変 代 謝 改 変 でも 科 学 的 根 拠 を 持 ち 合 理 的 に 説 明 できる 生 産 物 について の 評 価 でよい 1について 植 物 の 場 合 だと 特 定 の 植 物 種 を 減 少 させるという 見 方 をしている 植 物 の 場 合 は 雑 草 性 という 生 育 環 境 を 占 めてしまうことを 避 ける それは 長 期 的 にみているのか 微 生 物 の 場 合 はリバウンドがある 相 対 的 に 減 れば 他 の 種 が 増 えてきて 入 れたものはほとんどマイナーなパートになる 微 生 物 の 場 合 は その 場 その 場 で 頭 をとったものがガッと 増 えて 場 面 が 変 わるとまたガッと 減 るということがある 他 の 微 生 物 は 土 壌 には 何 万 種 もいる そういうところで 何 が 増 えた 何 が 減 ったの 論 議 は 非 現 実 的 組 換 え 体 を 使 う 想 定 というのは 取 りあえず 土 壌 を 考 えればよいのか 工 業 的 使 用 の 組 換 え 体 が 漏 れた 時 ということ 環 境 中 として 大 気 水 土 壌 がある 具 体 的 に 土 壌 なら 土 壌 を 水 なら 水 をどう 評 価 していく かというのは その 次 のフェーズで 評 価 手 法 も 含 めて 具 体 的 に 検 討 していきたい むしろ 場 を 想 定 して 検 討 すべき 実 際 には 排 気 のエアロゾル 敷 地 内 のコンクリートの 上 に 漏 れる 水 では 河 川 というより 制 御 されている 廃 水 系 この 評 価 項 目 は 不 要 と 思 うが なかなか 消 せない 基 本 的 には 同 等 性 だ 非 組 換 え 体 と 同 じ 挙 動 であればよいのではないか 組 換 えた 遺 伝 子 そのものの 評 価 で 足 りるかどうか ホストの 関 係 が 先 程 のディスカッションで 87

103 出 てきたが ゲノムとの 関 係 で 組 換 えた 遺 伝 子 だけではなかなか 評 価 が 難 しいのでは 実 際 に 実 験 して 増 え 方 が 違 わなければよしとすることになるのでないか 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 というよりは 組 換 え 体 そのものの 消 長 で 評 価 するのでないと 他 の 微 生 物 があまりにも 多 すぎる 実 験 をやるには モデル 系 を 設 定 して 行 なうしかないのではないか 全 部 は 想 定 できない ある 特 定 環 境 でメジャーにいる 微 生 物 種 をいくつか 選 んで 定 量 的 PCR で 数 の 変 動 を 見 て そ の 変 動 を 野 生 株 と 比 較 するということか 非 組 換 え 体 との 比 較 で 考 えるということなら バイレメ 指 針 の 考 え 方 をすればよいのではない か 基 本 的 には 増 えなければ 優 先 にならなければよく 組 換 えたことによってさらに それが 増 強 されなければよい 自 分 が 増 えるから 相 対 的 に 他 を 減 らすと 考 えるしかない 極 端 にいえば 菌 が 増 えなければ 他 の 微 生 物 に 影 響 していないと 考 えるのが 現 実 的 非 組 換 え 体 と 組 換 え 体 の 違 いを 見 るというのは バイレメのやり 方 でよいのでは 組 換 えでな いのはバイレメで 異 常 に 増 えないかどうか 見 ることができる それと 同 等 かどうかを 評 価 できれ ばよい 当 初 は 様 々な 項 目 を 設 けたが 自 然 の 変 動 が 大 きいので 意 味 がなかった バイレメの 場 合 は 有 害 物 質 があるのでバッと 増 えるが 通 常 の 漏 出 では 増 えない 他 の 省 庁 は 納 得 するのか 告 示 に 関 しては 項 目 として 挙 げられているだけなので 他 の 微 生 物 を 減 少 させるかどうかを 見 て 運 用 で 実 績 を 積 み 上 げていけるようなことがあれば 改 正 ということになるが 実 績 もない 中 で 改 正 というのは 難 しく 説 明 できない まずは 考 え 方 をまとめて 運 用 する もののとらえ 方 をこの 検 討 会 で 決 定 していただいて まとめていくことが 必 要 だと 考 えている この 委 員 会 だけですべてを 決 定 でなくともまずは 考 え 方 をかためていけばよい 減 少 していく 傾 向 を 持 つことになると トータルの 変 動 もみなければならない 特 定 な 微 生 物 というのは 選 択 圧 がない 限 り 生 き 残 っていかないというのが 大 前 提 選 択 圧 さえなければ 本 来 そこにある 微 生 物 フローラに 戻 る 生 き 残 って 問 題 なのは 院 内 感 染 また 発 酵 工 場 のタンクの 中 は 一 種 類 の 菌 しかいない コンタミを 防 ごうとしても ほっておけば 周 りの 微 生 物 叢 と 同 一 になっていく 組 換 え 微 生 物 自 体 に 危 険 性 があるかどうかを 見 れば それ ほど 難 しい 試 験 指 標 を 入 れなくてよいのではないか どんどん 増 えていって 駆 逐 していったら 困 る というのであって 植 物 であっても 雑 草 性 がある かどうかが 判 断 基 準 植 物 の 場 合 は 農 薬 耐 性 があるが 自 然 界 の 場 合 は 農 薬 をまかないので 88

104 OK という そういう 論 理 になる 殖 えない 傾 向 にあればよい 1は 減 少 させる という 評 価 には 殖 えない ことを 評 価 すればよい 2の 病 原 性 について 日 和 見 感 染 についても 評 価 系 がある 病 原 性 については 組 換 えたことで 日 和 見 感 染 菌 にならないかの 評 価 も 見 る 必 要 があるので はないか 日 和 見 病 原 性 というのはまったく 分 かっていない 部 分 もあるので 組 換 え 体 で 見 る 必 要 がある のではないか 日 和 見 感 染 は 健 康 な 人 に 感 染 させても 感 染 しないというものである 通 常 の 人 がその 微 生 物 に 罹 った 時 に 感 染 するかどうか がん 末 期 の 方 や エアロゾルで 多 重 に 捲 かれた 時 に 罹 るのが 日 和 見 感 染 であるので 組 み 換 え 体 の 中 に 薬 剤 耐 性 を 入 れていま せん というのを 入 れれば 非 組 換 え 体 と 同 等 という 理 論 に 落 とし 込 むことができる 耐 性 菌 になると 日 和 見 菌 でも 問 題 になる その 時 の 安 全 審 査 がどういうことを 想 定 して 行 われているか どういうふうに 当 てはめる 必 要 があるかを 実 態 を 見 て 議 論 してみる 必 要 がある 組 換 え 体 でつくった 食 品 添 加 物 チーズを 作 るレンネットは 完 全 なタンパク 質 として 添 加 され 組 換 えとして 表 示 されない 組 換 え 微 生 物 のヒトへの 影 響 例 がない 組 換 え 植 物 食 品 から 類 推 は 環 境 省 からの 回 答 になる たとえば 新 しい 化 合 物 を 食 品 添 加 物 として 加 える 場 合 に どういう 人 を 対 象 として 安 全 性 評 価 をしているかは 参 考 になろう イギリスで 乳 酸 菌 も 組 換 え 体 ができている 次 回 委 員 会 で 遺 伝 子 治 療 について 厚 労 省 から 説 明 していただくことになっている 病 原 性 につ いてどういう 審 査 をしているかを 参 考 になりそうだ 組 換 え 生 ワクチンが 62 件 申 請 されており 第 一 種 使 用 となる 組 換 えパパイアはアレルギーの 観 点 から 評 価 高 度 精 製 された 遺 伝 子 組 換 え 添 加 物 は 実 質 的 同 等 性 を 見 ている たとえばレンニンとか 組 換 えた 酵 素 で 作 られたものは 何 も 審 査 はなく 生 物 でないと 対 象 にな らない 厚 生 省 の 事 例 が 近 い 3 有 害 物 質 の 産 生 性 について 特 に 薬 剤 耐 性 マーカーの 不 使 用 に 関 して 薬 剤 耐 性 マーカーの 遺 伝 子 は 自 然 界 にないものは 野 外 に 放 出 する 場 合 は 使 わない という ことになっている 第 一 種 利 用 のものは ほとんどで 薬 剤 耐 性 マーカーが 残 っている 89

105 宿 主 ベクター 系 としてリストから 消 えるものも 出 てくるかもしれない 文 科 省 の 宿 主 ベクター 系 というのは 大 臣 確 認 が 必 要 ないというだけで 第 一 種 使 用 の 場 合 は 個 別 審 査 が 大 前 提 リスク 評 価 で 考 えるケースで 院 内 感 染 まで 想 定 していくのなら 薬 剤 耐 性 マーカーを 考 える 必 要 が 出 てくるかもしれない 耐 性 菌 というのは 農 業 分 野 で 使 われたものも 問 題 になっているので 病 院 の 近 くかどうかと いうのではなくて 環 境 中 に 放 出 されることを 問 題 としている 植 物 でも 薬 剤 耐 性 マーカーは 入 ったままで 問 題 になっていない アンピシリンが 残 っているも のもある 植 物 の 場 合 で 有 害 物 質 だと いわゆる 毒 素 カロチノイドとかは 評 価 しているのか もともと 植 物 自 体 が 持 っている 有 毒 物 質 もあり 組 換 え 体 も 引 き 継 いでいる 新 たに 組 換 えで できたものかどうかが 問 題 とされる 薬 剤 耐 性 マーカーは 病 院 などで 多 用 されているものは 除 くようになるのではないか 重 篤 な 感 染 につながるものを 限 定 してリストにしてはどうか 4 核 酸 を 水 平 伝 達 させる 性 質 水 平 伝 播 は 自 然 界 においても 微 生 物 にとって 必 然 である 伝 播 という 項 目 を 見 て どういう 状 態 なら 安 全 かという 判 断 基 準 をつくらなければならない 定 性 的 な 作 業 仮 説 ができれば 国 内 の 共 通 認 識 の 醸 成 や 実 際 の 評 価 手 法 の 作 成 に 役 立 つ 1と 同 じように 伝 播 しても 拡 散 しなければよいと 判 断 するのもひとつだ 雑 多 な 菌 の 中 に 入 れて 全 体 でその 遺 伝 子 が 生 き 残 っているかを 評 価 すれば 十 分 では 水 平 伝 搬 能 が 極 端 に 上 がるものができなければよいのではないか 非 組 み 換 え 微 生 物 と 同 等 以 下 であればよいということか シュードモナスからシュードモナスは 移 りやすいとのこと 菌 の 組 み 合 わせによる 移 りやすさを 基 礎 データとして 調 べておくとよいのでは ベクターの 開 発 した 段 階 で 事 前 データを 取 っておくことで 十 分 可 能 だと 思 う 特 定 な 菌 でやってきても 自 然 環 境 では 多 様 な 菌 がいる ホストの 安 全 性 導 入 する 遺 伝 子 の 安 全 性 が 確 保 されればよいのでは 環 境 中 である 菌 とある 菌 が 出 会 った 時 にどうなるかはやってみないとわからないが 基 礎 データはある 程 度 信 頼 できる いろんな 菌 を 含 む 活 性 汚 泥 などにおいて その 遺 伝 子 が 生 き 残 っていくかどうかを 見 れば 結 局 は 水 平 伝 播 が 起 こっているかどうかがわかる はじめは 安 全 性 重 視 で 経 験 を 積 み 重 ねて 安 全 と 判 断 できればハードルを 下 げればよい 90

106 農 作 物 は 初 期 に 比 べて 審 査 が 簡 単 になった 当 初 は 慎 重 に 厳 しくしておき モニタリングを 積 み 重 ねて 少 しずつ 一 種 使 用 の 範 囲 を 拡 大 して いくのが 現 実 的 では 手 法 も 洗 練 化 していき 評 価 の 基 準 の 共 通 認 識 も 少 しずつ 醸 成 されてい くのではないか 5その 他 病 原 性 競 合 に 対 する 優 位 性 をどう 評 価 するか バイレメの 場 合 は 汚 染 物 質 があればその 菌 が 優 位 性 を 持 つ 交 雑 種 を 新 しい 組 換 え 体 として 評 価 するかどうか 交 雑 種 が 出 るかどうかを 言 うようになったら 微 生 物 の 世 界 ではなにもできない 普 通 の 環 境 で 起 こらないが 交 雑 種 がいるかいないか 調 べる 過 程 で 交 雑 種 ができる 植 物 は 交 雑 種 ができるか 検 討 しているか 植 物 の 場 合 は 目 で 見 てわかる 日 本 の 場 合 交 雑 するものがなくなった 時 点 で 終 わりとなり 問 題 にならない 微 生 物 は 水 平 伝 搬 があり 交 雑 が 前 提 考 え 方 がかなり 異 なる 人 為 的 になるのか やむなく 生 じたことになるのか 人 為 的 というのは 意 図 してやることで 水 平 伝 播 というのは 非 意 図 的 ということ 環 境 省 の 説 明 では 非 意 図 的 な 場 合 重 大 でなければよいということになる 組 換 え 遺 伝 子 自 体 をモニターしていけばよいことになるか 特 別 なものを 入 れた 場 合 ですね そうすると 組 換 え 遺 伝 子 自 体 の 評 価 と 組 換 え 微 生 物 自 体 の 消 長 を 調 べればよいことになる 従 来 のスキームでは 経 産 省 の 二 種 でアミノ 酸 に 変 異 をかけたものも 新 しく 申 請 するとなってい る GLISP については 人 工 的 に 作 成 し 大 量 にまくことを 前 提 としている 遺 伝 子 が 最 終 的 になくなればよいことと モニタリングして 追 跡 している ということを 組 み 合 わ せればよいと 思 う 生 物 多 様 性 条 約 にあるファミリアリティという 考 え 方 をとるとよいのではないか 雑 草 に 移 った 場 合 も 新 しい 組 換 え 体 だが 農 作 物 に 影 響 を 及 ぼさなければよいとしている 植 物 の 場 合 は 証 明 できるが 微 生 物 の 場 合 評 価 できない 新 しい 組 換 え 体 はおそらく 起 こって いる 自 然 環 境 中 ではまず 出 てこないだろう プラスミドを 持 った 菌 を 畑 に 撒 き 移 ったやつをとろうと しても 全 然 取 れなかった ただ 理 論 的 に 考 えたら 移 っている 可 能 性 は 絶 えずある 91

107 植 物 はすぐわかるし 問 題 が 生 じる 微 生 物 の 場 合 は 問 題 が 生 じない 確 率 は 低 いけれどもできていると 思 う 頭 の 中 では 危 険 はないという 気 はするけれども 証 明 し なければならない 危 険 性 がないから 遺 伝 子 評 価 だけでよい という 考 え 方 もある 植 物 の 場 合 は 新 しい 交 雑 種 が 増 えていることはない 雑 草 化 しないということを 示 せればよい 遺 伝 子 は 増 えていない ということを 示 せばよい こういうのは 自 然 界 で 起 こっているので 起 こっても 安 全 な 遺 伝 子 のみ 宿 主 ベクター 系 のみ 第 一 種 使 用 に 供 するというのではどうか 組 換 えトリプトファンも 事 例 がある トリプトファンの 場 合 は 組 換 えが 問 題 ではなくて 精 製 の 工 程 に 問 題 があった ただ 予 想 外 の 代 謝 産 物 が 出 た 代 謝 産 物 ではないかもしれない 化 学 的 に 変 化 しやすいので 化 学 的 に 変 化 したものかもしれ ない ただピークを 見 るとものすごく 沢 山 の 不 純 物 があった 植 物 の 場 合 は 組 換 え 体 を 梳 きこんで 影 響 を 見 ているということ 植 物 の 場 合 は 他 の 植 物 や 微 生 物 に 影 響 があるかどうかを 見 るのが 重 要 土 壌 中 の 一 般 細 菌 と 放 線 菌 のコロニーの 数 を 数 えて 組 換 え 体 と 非 組 換 え 体 の 同 等 性 を 見 ている バイレメの 場 合 は 入 れた 菌 が 増 えていないことを 見 ればよい あとは 代 謝 経 路 をどうしたかに よって 推 測 する バイレメの 場 合 は 代 謝 産 物 を 推 定 している たとえば 一 週 間 か 1 ヶ 月 間 モニタリングして 報 告 させるというのはどうか 模 擬 環 境 でやってみて 報 告 すればよいのではないか バイレメの 審 査 では それに 耐 えるだけの 模 擬 環 境 でのデータを 採 らねばならない 十 分 なデータを 揃 えた 上 で いつでも 止 められる 体 制 だけは 整 えておく 3 第 二 回 委 員 会 (11/8 日 開 催 ) 1 海 外 実 情 調 査 : 準 備 状 況 報 告 米 国 :EPA とデユポン 社 へ JBA と NITE で 訪 問 FDA(アメリ カ 食 品 医 薬 品 局 ;Food and Drug Administration) USDA( 米 国 農 務 省 ;United States Department of Agriculture)も 行 く 事 前 に 質 問 票 を 提 出 欧 州 はバイオ 産 業 が 盛 んなデンマークの 規 制 当 局 およびノボ 英 国 EU を 調 整 中 92

108 2 10/4 日 事 業 説 明 会 について :アンケートの 結 果 第 二 種 使 用 を 行 っている 既 存 のメーカーが 不 活 化 工 程 の 必 要 がなくなることはメリットだが 新 しく 安 全 性 担 保 のための 作 業 が 増 えるのはありがたくない 周 辺 住 民 の 理 解 も 必 要 なため 実 際 には 申 請 しづらいのではないか 複 数 の 官 庁 に 二 重 申 請 などを 行 っている 場 合 片 方 だけ の 変 更 では 難 しいのではないか 実 際 の 事 業 をやっている 企 業 では 米 国 の 方 が 負 担 が 少 な いので 米 国 のような 方 法 でやっていただけるはありがたい 実 際 に 米 国 でどうやっているか 調 査 いただきたい また 第 一 種 使 用 にしたらどうかということを 進 めると 既 に 第 二 種 使 用 で 十 分 事 業 を 進 めている 企 業 にとっては あえて 第 一 種 にしていただくのはありがたくない 3 遺 伝 子 治 療 における 環 境 影 響 評 価 / 厚 生 労 働 省 厚 生 労 働 省 より カルタヘナの 審 査 の 実 際 について 説 明 生 物 多 様 性 影 響 調 査 について 遺 伝 子 治 療 で 使 用 する 遺 伝 子 組 換 え 生 物 としてのウイルス ベクターの 種 類 や 特 徴 について 第 一 種 使 用 の 審 査 状 況 実 際 の 評 価 がどうなっているか な どについて 紹 介 遺 伝 子 治 療 とは 厚 生 労 働 省 指 針 で 疾 病 の 治 療 目 的 として 遺 伝 子 または 遺 伝 子 を 導 入 し た 細 胞 をヒトの 体 内 に 導 入 すること 初 期 には 遺 伝 性 疾 患 の 患 者 さんの 治 療 目 的 だったが 遺 伝 子 投 与 し 発 現 するたんぱく 質 で 治 療 効 果 をもたらす 治 療 ととらえる 遺 伝 子 治 療 薬 を 直 接 投 与 では ウイルスプラスミドを 利 用 患 者 の 細 胞 を 取 ってきて 体 外 で 遺 伝 子 導 入 再 度 患 者 さんに 戻 す 海 外 で 遺 伝 子 治 療 が 始 まったことを 受 け 国 内 ではガイドラインが 設 定 され 1995 年 には 北 海 道 大 学 で ADA 欠 損 症 における 治 療 が 初 めて 行 われた フランスで 遺 伝 子 治 療 の 副 作 用 が 発 覚 し 2002 年 にレトロウイルスを 用 いて 遺 伝 子 治 療 を 行 った 患 者 さんが ウイルスベクターによ って 染 色 体 に 遺 伝 子 を 入 れたことがもとで 白 血 病 を 発 症 した その 後 指 針 が 改 まり 2004 年 カ ルタヘナの 施 行 以 降 はカルタヘナ 法 での 審 査 も 行 われている 対 象 疾 患 で 一 番 大 きいのはガン 続 いて 遺 伝 病 が 遺 伝 子 治 療 のターゲットとなる 国 別 プロト コール 数 TOP は USA 日 本 はランキングには 登 場 してこないが 現 在 までに 40 以 上 のプロトコ ールが 報 告 されている 遺 伝 子 治 療 臨 床 研 究 に 関 する 指 針 は2つある インフォームドコンセント 等 が 定 められている が 厚 生 労 働 大 臣 の 意 見 を 聞 く 必 要 があり 一 件 一 件 審 査 を 行 っている もうひとつはカルタ ヘナ 法 指 針 にもとづく 審 査 の 流 れ 研 究 機 関 が 行 うものと 厚 生 労 働 省 部 会 審 査 委 員 会 の 2 段 階 の 93

109 審 査 になっている 審 査 委 員 会 が カルタヘナの 審 査 も 同 時 に 行 っている わが 国 で 承 認 されている 遺 伝 子 治 療 は 40 件 ほどある 遺 伝 子 導 入 ベクターに 何 を 使 っいるか が 重 要 で リポソームなどは カルタヘナの 審 査 は 受 けない 指 針 に 基 づき 遺 伝 子 の 種 類 や 導 入 方 法 安 全 性 が 審 査 される カルタヘナとかかわってくる カルタヘナ 法 では 増 殖 性 ウイルス 出 現 の 可 能 性 患 者 以 外 に 遺 伝 子 が 導 入 される 可 能 性 な どについて 申 請 資 料 をもとに 審 査 を 行 う 遺 伝 子 治 療 の 副 作 用 のリスクについて レトロウイルス 変 異 によるもので 有 効 例 89 人 中 9 人 の 方 に 白 血 病 が 発 症 した 治 療 効 果 のベネフィットが 副 作 用 を 上 回 ったとして 治 療 が 行 われて いる プラスミドやリポソームを 使 ったものは カルタヘナ 法 規 制 の 対 象 外 遺 伝 子 導 入 細 胞 は 規 制 の 対 象 外 だが 遺 伝 子 導 入 に 用 いたベクター 等 が 体 内 に 取 り 込 まれずに 残 っている 場 合 は 規 制 の 対 象 となる 遺 伝 子 導 入 を 受 けたヒト 自 体 を 遺 伝 子 組 換 えを 受 けた 生 物 ととらえるか ヒト だから 法 律 の 規 制 対 象 外 となっている 腫 瘍 溶 解 性 ウイルスという がん 細 胞 の 中 だけで 選 択 的 に 増 殖 するウイルスもカルタヘナ 法 の 対 象 となっている ICH ガイドライン 腫 瘍 溶 解 性 ウイルスに 対 するガイドライン 投 与 を 受 けた 患 者 さんからベクターなりウイルス が 出 た 場 合 どうすればよいか 出 さないようにするにはどうしたらよいか 外 に 出 た 場 合 はどう すればよいかについて 示 した ウイルスやベクターの 排 出 について どのようにリスクを 抑 えて いくかという 観 点 から 規 制 を 行 う 涙 唾 液 などを 通 して 体 外 に 排 出 されたリスク 第 三 者 への 伝 搬 のリスクをどう 考 えるか このようなことを 考 慮 すべきだ とか 第 三 者 への 伝 搬 について 記 載 した 被 験 者 に 遺 伝 子 組 換 え 生 物 を 投 与 する 遺 伝 子 治 療 では 患 者 さんは 日 常 生 活 で 組 換 え 生 物 が 排 出 するので 第 一 種 使 用 にあたる 規 制 は 被 験 者 の 生 活 にも 支 障 が 生 じ 現 実 的 ではな い 体 の 中 に 遺 伝 子 組 換 え 生 物 を 飼 っているわけだが 患 者 さんが 申 請 する 必 要 はない 遺 伝 子 治 療 は ヒトに 対 して 何 らかの 影 響 を 及 ぼすことが 前 提 となっている その 影 響 は 治 療 効 果 というプラスの 面 とマイナスの 面 がある 使 用 される 遺 伝 子 組 換 え 生 物 は 限 定 的 環 境 中 への 拡 散 を 最 小 限 に 抑 える ウイルスベクターの 調 製 や 保 管 は 閉 鎖 系 で 行 う 被 験 者 への 投 与 後 は 一 定 期 間 個 室 管 理 を 行 う 94

110 ウイルスが 感 染 しうる 野 生 生 物 を 調 べる 野 生 型 ウイルスの 改 変 によって 特 定 条 件 下 でしか 増 殖 しない 設 計 を 行 っているので 基 本 的 に 他 の 生 物 に 感 染 せず やがて 消 滅 していく 突 然 変 異 により 増 殖 能 を 獲 得 したものの 影 響 がどれほどあるかを 調 べる 治 療 目 的 で 搭 載 されている 遺 伝 子 がどういう 影 響 を 及 ぼすかなどの 審 査 を 行 う 遺 伝 子 治 療 に 関 する 臨 床 研 究 における 規 制 ヒトへの 影 響 についてはこのしくみの 中 で 審 査 を 行 っている ヒトに 感 染 した 場 合 導 入 遺 伝 子 が 一 過 性 に 発 現 する 可 能 性 があるが これによるヒトへの 病 原 性 は 確 認 されていない ヒトの 組 換 え 体 は 対 象 でない 人 に 対 する 組 み 換 え 法 律 指 針 はあるのか ヒトと 他 の 動 物 を 混 ぜて 作 ってはいけないというのは クローン 等 の 規 制 法 で 禁 止 されている ベクターを 導 入 した 遺 伝 子 操 作 治 療 のヒトへの 使 用 は とくに 規 制 がない 生 物 多 様 性 の 観 点 と いうより 投 与 した 患 者 にとって 影 響 があるかどうか 安 全 性 倫 理 性 の 点 から 審 査 している ヒトで 実 際 にどれだけ 環 境 中 へ 出 るかを 定 量 的 に 予 測 するのは 難 しく ネズミなど 動 物 実 験 に よるウイルスの 体 内 動 態 などからある 程 度 の 予 測 をしているが 生 体 内 分 布 増 殖 の 仕 組 み 免 疫 応 答 ヒトと 異 なるので 予 測 には 限 界 がある 増 殖 能 を 獲 得 したアデノウイルスが 出 きたとし ても 自 然 体 と 同 じであろうと 判 断 している ウイルスのモニタリングに 関 して エンドポイントはなにか PCR 検 査 で 遺 伝 子 産 物 が 検 出 されるかどうかを 見 るのが 一 般 的 検 出 限 界 以 下 の 結 果 が 複 数 回 にわたっていれば 出 ない としている 現 実 的 に 可 能 な 範 囲 でリスクを 最 小 限 にする 措 置 をとっている 使 用 する 組 換 え 生 物 の 量 規 模 がひとつの 臨 床 研 究 の 対 象 となる 患 者 さんは 数 人 外 に 出 て 行 く 量 は 少 ない 治 験 の 場 合 には 薬 事 法 の 規 制 を 受 け 別 のルールも 当 てはまるのではないか 法 律 体 系 としては 薬 事 法 の 規 制 を 受 ける 規 制 当 局 に 対 して 審 査 申 請 を 行 う 利 用 形 態 とし て 患 者 さんに 投 与 するということで 臨 床 研 究 治 験 と 同 じ 我 が 国 の 遺 伝 子 治 療 薬 は 承 認 され たものは1 件 もない 治 験 も 限 定 されている 薬 事 法 の 審 査 も 受 けるし カルタヘナ 法 の 第 一 種 使 用 の 審 査 も 受 ける ICH の 見 解 をご 紹 介 し たが 組 換 え 生 物 が 患 者 の 外 に 出 ていくことをどう 評 価 対 策 をとるかという 視 点 も 含 まれてい る 米 国 でもカルタヘナ 法 を 批 准 していないがまったくの 自 由 というのではなく 医 薬 品 使 用 する 審 査 の 中 で 見 ている 日 米 欧 で 共 通 のガイドラインを 作 る 際 はカルタヘナとは 別 に 行 なってい る 感 染 宿 主 だけを 見 て どういう 影 響 があるかを 見 るのか 95

111 ウイルスの 設 計 段 階 でかなり 予 測 できる 環 境 フィールドに 対 してではなく 感 染 宿 主 に 対 し て 構 造 や 動 物 実 験 結 果 から 判 断 をしている 環 境 中 にウイルス 遺 伝 子 が 残 るか 実 験 しているのか カルタヘナ 法 は 人 体 に 投 与 される 前 の 話 人 体 に 投 与 されて 個 室 に 待 機 する 際 の 話 もう 1 点 は 環 境 中 に 出 てもやがて 消 失 するという 話 だったが 時 間 はどのくらいか モニタリングの 評 価 についてはウイルスでも 増 殖 能 をもってしまったとか 大 きな 問 題 はないの で 国 に 報 告 してもらって 評 価 することやデータを 収 集 しているということはない 環 境 中 に 出 た のちの 消 失 についてはウイルスの 感 染 性 や 増 殖 性 のリスクからやがて 消 滅 するであろうと 考 え ている 農 水 の 場 合 は 動 物 に 投 与 することがあるがその 場 合 は 個 室 管 理 か 基 本 的 に 同 じ 考 え 方 である 外 に 出 さないように 努 力 し 出 た 場 合 にどういう 影 響 があるかに ついて 理 論 的 に 予 測 をしたり 動 物 実 験 によって 予 測 をしたりしている 猫 の 遺 伝 子 治 療 では 投 与 後 何 日 かは 隔 離 管 理 して 出 ないことを 確 認 して 外 に 出 し それ 以 後 も 見 ている 環 境 中 といっても 遺 伝 子 治 療 のようにほとんど 出 ないものや 環 境 にばら 撒 くものもあり 段 階 が 様 々である 評 価 手 法 も 様 々で 次 年 度 以 降 にまとめることでよい High disclosure と Low disclosure で 審 査 基 準 が 異 なるものをやることを 農 作 物 で 議 論 中 農 作 物 の 場 合 は どこで 栽 培 しても 安 全 なように High disclosure である Low disclosure もあ るのか 基 本 的 には 輸 入 日 本 の 場 合 こぼれ 落 ちた 種 が 港 の 周 りに 生 えることがあり それに 対 して 第 一 種 使 用 規 定 の 審 査 をしている 規 制 対 象 外 の 決 め 方 を 参 考 にするのがよい 微 生 物 は 遺 伝 子 が 水 平 伝 播 する 組 換 えウイ ルス 造 成 では 非 増 殖 型 のウイルスにベクターにしている 増 殖 しないように 遺 伝 子 を 導 入 して おけば たとえ 何 かが 起 こっても 移 る 確 率 は 低 いはず 科 学 的 な 根 拠 を 持 って 遺 伝 子 が 増 えな い 移 らないように 導 入 していれば 極 めてリスクが 低 い といえるのではないか 遺 伝 子 を 導 入 した 細 胞 をヒトに 使 用 した 場 合 は 殖 えないから 対 象 外 という 例 を 倣 えばよいのではないか 遺 伝 子 配 列 の 中 ではなく 特 殊 な 条 件 下 の 培 養 として 制 限 要 因 をいれるのはよい ストレプトマイシン 等 要 求 性 遺 伝 子 を 入 れておけば 環 境 で 生 育 できない 自 殺 遺 伝 子 を 導 入 することは 以 前 うまくいかなかった たとえば 環 境 中 に 放 出 されても 栄 養 要 求 性 を 入 れるなど 随 分 試 みたが バイオレメディエーション 増 殖 が 必 要 環 境 中 に 出 ても 安 全 でなければならない P1 P2 P3 は 漏 れることを 前 提 として 出 てもリスクは 低 い としている そ 96

112 れがリスクの 考 え 方 ではないか 漏 れてもいい 安 全 性 をどう 定 義 するか 抗 原 性 はアレルギーが 起 こることか 一 度 投 与 して 抗 体 ができてしまうと 二 度 と 使 えない high disclosure と low disclosure で 問 題 に 差 があるか 一 番 問 題 になるのは 適 応 度 を 上 げること もとのものより 良 く 増 えるよう 増 殖 度 を 増 すこと 本 来 なら 第 一 種 規 定 では 認 められなくなってしまう 収 量 や 適 応 度 を 上 げるような 改 変 が 行 わ れるようになっている もともとのものより 増 殖 力 が 増 えなければ 考 えなくともよい ほとんど 出 ることがなければ 栽 培 を 除 いた 条 件 で 認 めようと 議 論 中 である カルタヘナ 法 の ことから 同 等 性 をみることになっている もともとの 繁 殖 力 を 超 えるようなことがなければよい 今 まで 野 外 ではびこった 例 はない ハザードとエンドポイントという 考 え 方 を 整 理 していく 中 で 議 論 ができるのではないか 場 合 に よってはもう 一 度 戻 って 議 論 してみてもよいのではないか それに 加 えて exposure どれだけ 環 境 放 出 されるかと どれだけ 増 えるか そもそも 環 境 の 中 で 増 えないのであれば exposure は 小 さいということもできるのでないか アデノウイルスの 場 合 はほとんど 許 可 になるルールができている 搭 載 遺 伝 子 が 変 わっても 同 じ 考 え 方 で 評 価 できる 見 えないので そこに 埋 め 込 めば 大 丈 夫 というような 使 う 微 生 物 の 評 価 ができていればよいが 他 の 微 生 物 の 生 育 を 抑 える 場 合 は 微 生 物 相 を 見 なければならないとの 意 見 が 出 た バイレメで 随 分 経 験 は 積 んできた 最 初 は 菌 の 数 を 数 えてきたがそう 変 わらない 分 析 法 がな かったが 次 世 代 シーケンサーで 群 衆 構 造 がわかるようになった 基 礎 データから 変 動 が 見 ら れれば 生 態 系 の 評 価 が 進 歩 するのではないか 4 環 境 省 からの 論 点 提 案 / 論 議 の 続 きと 整 理 環 境 省 からの 論 点 として4つが 挙 げられた 1 生 物 多 様 性 影 響 の 評 価 は 影 響 の 性 質 や 程 度 を 的 確 に 評 価 できる 方 法 にすべき 生 物 多 様 性 影 響 がないことを 担 保 しないと 基 本 的 には 承 認 できない 微 生 物 は 回 収 が 難 しい 2 影 響 の 対 象 は 絶 滅 危 惧 種 に 限 らず 普 通 種 も 含 めた 評 価 を 行 うべき 農 作 物 については 普 通 種 についても 判 断 している 3 病 原 菌 など 人 の 健 康 に 対 する 安 全 性 の 評 価 はこの 検 討 会 で 議 論 するだけで 足 りるのか 病 原 菌 についてはこの 検 討 会 で 議 論 するだけでは 足 りないのではないか 97

113 4 有 害 物 質 の 産 生 性 について 宿 主 と 導 入 遺 伝 子 の 相 互 作 用 を 見 る 必 要 があるのでは ないか 農 作 物 については すきこみ 試 験 などをして 影 響 を 見 ている 5 これまでの 討 議 からの 内 容 および 論 点 整 理 / 環 境 影 響 評 価 方 法 の 検 討 項 目 1 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 非 組 換 え 体 と 同 等 であることの 評 価 でよいか 微 生 物 叢 解 析 技 術 の 向 上 環 境 変 化 により 常 に 変 動 する 基 準 点 2 病 原 性 日 和 見 感 染 性 の 評 価 宿 主 導 入 遺 伝 子 の 評 価 でよいか 3 有 害 物 質 の 産 生 性 アレルゲン 評 価 アミノ 酸 配 列 データベース 薬 剤 耐 性 マーカーの 不 使 用 組 換 え 微 生 物 導 入 遺 伝 子 の 集 積 の 排 除 4 核 酸 を 水 平 伝 達 させる 性 質 微 生 物 で 水 平 伝 播 は 避 けられない 宿 主 微 生 物 からの 遺 伝 子 の 接 合 伝 達 性 の 排 除 5その 他 交 雑 種 形 成 は 新 しい 組 換 え 体 出 現 ( 植 物 )である 微 生 物 では 避 けられない 生 合 成 経 路 改 変 代 謝 改 変 でも 科 学 的 根 拠 を 持 ち 合 理 的 に 説 明 できる 生 産 物 について の 評 価 でよいか 微 生 物 相 としてどう 捉 えるかについても 議 論 がある 厚 労 省 では 病 原 細 菌 の 取 り 扱 いについ ては 別 途 封 じ 込 めレベルがあるのか 詳 しいことを 認 識 していない 他 の 微 生 物 の 増 殖 をおさえるのはどのレベルで 影 響 のあるなしとすればよいのか 生 物 多 様 性 条 約 では conservation と utilization の 両 方 を 図 っていかねばならない 微 生 物 の 保 全 とは 何 か hazard や endpoint exposure の 考 え 方 をまず 議 論 しないと 話 が 整 理 できないの ではないか 微 生 物 相 への 影 響 を 議 論 している カーボンは 呼 吸 活 性 を 窒 素 は 窒 素 分 解 能 を 測 ろうと 検 討 された OECD で 組 換 えシュードモナス 使 用 のときに どうすればよいかドキュメントがある 参 考 にすればよい 生 態 系 機 能 として 全 体 として 落 ちなければよいという 考 え 方 はどうか 98

114 バイレメの 場 合 は データの 蓄 積 がある 最 初 の 数 件 は 厳 しく 規 制 していたが どれも 同 じ 時 結 果 だと 知 見 ができた 後 は 緩 めた 菌 そのものの 毒 性 がなければよいのではないか 生 態 系 の 基 本 というのは 何 なのか 元 素 循 環 なのか その 中 でも 窒 素 循 環 は 大 きい 菌 数 の 総 量 もそう 変 わってくるものでもない バイレメは 経 験 で 基 本 的 には 病 原 菌 が 増 えるか 減 るかを 調 べればいい いい 菌 を 入 れてい るのだから 組 換 えが 悪 いわけではない 生 物 多 様 性 において 新 しい 基 準 をどう 作 るかというと バイレメもひとつの 参 考 になるが 組 換 えと 同 じだとするのは 難 しい バイレメと 組 換 えを 同 じにしていくというか 科 学 的 にどういう 評 価 をするかと 焦 点 を 縛 っても らいたい 今 後 の 海 外 事 例 調 査 結 果 を 参 考 に 枠 組 み 上 の 評 価 項 目 に 沿 って 科 学 的 知 見 を5 つに 整 理 したい ある 程 度 課 題 点 が 残 ったとしても 作 業 仮 説 を 組 み 立 て 議 論 を 進 めてもらい たい バイレメとの 違 いは 遺 伝 子 がどう 挙 動 しているか 基 本 的 にいい 遺 伝 子 を 入 れているので どこか 移 っても 問 題 がないことを 担 保 できれば 従 来 の 知 見 でよいのでないか 基 本 としてバイレメ+ 遺 伝 子 が 水 平 移 動 して 独 占 的 しなければ 遺 伝 子 が 拡 散 していかないと いうことが 担 保 できればよいのではないか 微 生 物 では 遺 伝 子 は 伝 搬 して 拡 散 する その 遺 伝 子 がその 微 生 物 に 役 立 つならば 増 える 拡 がっても 安 全 な 遺 伝 子 ならよいというの が 一 般 的 な 生 物 多 様 性 の 考 え 方 ではないか 取 り 込 まれたものがどんどん 増 えると 困 るのではないか 一 般 的 な 環 境 どこの 環 境 でも 増 え るということが 担 保 されればよい この 遺 伝 子 は 増 えても 大 丈 夫 だという 評 価 をしていればいいのではないか 環 境 省 は 安 全 でよい 遺 伝 子 ならば 増 えてもよいという 考 え 方 は 可 能 か 遺 伝 子 の 多 様 性 という 観 点 から 見 れば 伝 搬 でなく 割 合 として 遺 伝 子 をもつものがどんどん 増 えていかなければよい 程 度 の 問 題 であるが 人 為 的 なものによって 地 域 固 有 の 微 生 物 遺 伝 子 が 失 われることは 生 物 多 様 性 の 損 失 と 考 える ホストが 一 緒 でも 違 う 遺 伝 子 が 入 った 別 のものが 増 えることは 生 物 多 様 性 影 響 と 考 える 微 生 物 も 生 物 資 源 であって それが 失 われたことによって 有 用 な 産 物 が 取 れなくなるようなことがあっては 困 る 窒 素 固 定 菌 をまいた 時 にその 植 物 が 生 えやすくなってしまったとか そういうことが 前 もって 99

115 評 価 できればよいのではないか 遺 伝 子 もおおもとは 天 然 から 採 ったものだ そのリスクを 科 学 的 に 判 断 できればよい 4 第 2 回 ワーキングループ 会 議 (12/20 日 開 催 ) 1 海 外 調 査 米 国 調 査 報 告 (a)tsca の 概 要 商 業 利 用 の 申 請 の 事 例 (デュポン) 出 張 者 : 須 藤 学 (( 独 ) 製 品 評 価 技 術 基 盤 機 構 バイオテクノロジーセンター 室 長 ) 不 藤 亮 介 ( 一 般 財 団 法 人 バイオインダストリー 協 会 企 画 部 ) < 訪 問 先 面 談 相 手 > (a) United States Environmental Protection Agency;EPA ( 米 国 環 境 保 護 庁 ) Office of Pollution Prevention and Toxics;OPPT ( 審 査 オフィス) Risk Assessment Division 2 名 Chemical Control Division 1 名 カリフォルニアデュポン 社 訪 問 新 微 生 物 の 定 義 は 属 間 ということだが 属 内 については No care ということか そうです TSCA の 対 象 外 である ガレージバイオのように 一 般 化 して 流 通 しており かなり 自 由 度 は 高 いと 思 われる 新 微 生 物 では 97 年 以 降 すべて 閉 鎖 系 ということだが 生 物 農 薬 では 開 放 系 が 出 ているか TSCA 管 轄 の 生 物 農 薬 の 範 囲 では 出 ていない 20 数 年 前 の Rhizobium の 例 があり TSCA 以 前 の 承 認 BT 農 薬 の 事 例 はどうなのか 組 換 え 植 物 で USDA の 管 轄 USDA のインタヒ ューが 今 回 は 叶 わなかった 閉 鎖 系 といっても 実 際 閉 鎖 していないのでは Containment という 感 じ 施 設 内 や 制 御 下 であっても 環 境 中 に 漏 れ 出 ているものと 捉 えて 環 境 評 価 をしている 少 量 であれば 漏 れ 出 ていることと 許 容 している 廃 液 の 10-6 以 下 というのは たとえば 環 境 影 響 評 価 をした 上 でということか MCAN で review されて 申 請 を 通 っているわけであるから そこで 環 境 影 響 評 価 がされたとみ ている 実 際 の 製 造 現 場 で routine にチェックをしているようだ 申 請 書 には regular monitoring 100

116 と 書 いてある 10-6 以 下 というの MCAN の 枠 組 みに 入 れるための 基 準 とみればいいのですね 通 常 は 加 熱 で 菌 のほとんど 死 ぬので 加 熱 処 理 をすることが 多 いようだ 完 全 に 死 んだことを 確 認 する 必 要 はないということでしょうか 基 本 的 には 10 種 類 しか 商 業 生 産 していないとすると 経 済 産 業 省 の 方 がホストは 圧 倒 的 に 多 い フラスコ 培 養 だとか 産 業 利 用 だとか 培 養 の 規 模 は 関 係 ないのか 研 究 開 発 のいわゆるガイドライン NIH では 規 定 がある MCAN では 特 に 規 定 はないが 実 際 に 製 造 現 場 のスケールやどのくらい 人 がかかわるのかに 記 入 することになっている 何 L 以 上 であれば というような 細 かい 規 定 はとくにない (b) 封 じ 込 め 設 備 に 関 して 1 段 階 Ⅰ 免 除 の 項 で2の 安 全 性 担 保 について 評 価 法 が 確 立 さ れてあるのか 使 用 してはいけない 遺 伝 子 配 列 や 由 来 病 原 菌 のリストとして 確 立 されている 3の 指 定 された 設 備 とは 日 本 で 対 応 できる 内 容 か ケース バイ ケースで デュポンの 人 の 話 では 通 常 の 非 組 み 換 え 体 を 使 用 するような 発 酵 槽 でよいとのことだ つまり ある 程 度 漏 れ 出 ることを 許 容 している 1% 以 下 10-6 以 下 にするとは 数 か どういうことか 発 酵 槽 のヘッドスペースのエアロゾルに 菌 がいたとして それがフィルターを 通 って 外 部 に 放 出 されるが その 前 後 で100 万 分 の1 以 下 の 濃 度 にすればよい あるいは 液 体 の 中 に 程 度 の 菌 が 存 在 するとして サンプリングするときに10 5 以 下 になっていればよいという 概 念 である 日 本 と 考 え 方 が 違 うのは カルタヘナ 締 約 国 ではないアメリカ 独 自 のものである 環 境 省 にいた 時 に 組 換 え 体 のシュードモナス ライゾビウムについて 共 通 の OECD でドキ ュメントを 作 ったが 当 時 はケース バイ ケースで 行 なった 現 在 もそうか 現 在 もそうだと 思 う EPA もこれから 組 換 え 藻 類 を 意 識 しているようである EPA では 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 漏 出 をモニタリングしたり 環 境 影 響 を 評 価 しているか 安 全 な 菌 が 少 量 漏 れることとして 問 題 としていない 様 子 であった Open pond に 関 しては 意 図 的 な 環 境 放 出 というよりは 制 御 下 結 果 的 に 大 量 に 環 境 中 に 出 してしまうということである 藻 類 を 開 放 池 で 使 うことを 想 定 しているのか 普 通 の 池 では 完 全 に open だが 完 全 にクローズだとコストがかかって 難 しい 101

117 プールを 作 るという 意 味 ではないですよね 非 組 み 換 え 藻 類 では 日 本 でもプールを 作 って 行 なわれている ユーグレナが 石 垣 の 生 産 施 設 で 行 なっている アメリカ Bio の Pacific Rim 会 議 で 藻 類 で 燃 料 を 作 るときに 従 来 と 組 換 え 体 比 較 のプレゼンが あって プレゼンのたびにその 菌 は 組 換 えかどうか 必 ず 質 問 に 入 っていた 組 換 えだという 答 え だと regulation を 考 えねばならないという 空 気 とともにため 息 が 会 場 からもれた 米 国 において も 藻 類 は Open pond で 具 体 的 にはエビの 養 殖 で 使 用 していた 塩 湖 に 近 い 池 を 想 定 しており 組 換 えとなると 新 しい regulation で 行 なわなければならないという 認 識 の 下 に 事 業 者 監 督 省 庁 がいるのは 間 違 いないと 思 う 2 環 境 微 生 物 の 多 様 性 土 だと 不 均 一 で 多 様 になるのはわかるが 活 性 汚 泥 という 水 系 にこれだけ 多 様 な 微 生 物 が 出 るきっかけはなにか 下 水 道 の 場 合 含 まれる 有 機 化 合 物 の 多 様 性 である あらゆる 種 類 の 有 機 物 に 対 して specialist 的 な 微 生 物 がでてくる 反 応 槽 の 中 では 入 り 口 と 出 口 で 有 機 物 の 濃 度 も 変 わる 混 ぜるときの 基 質 の 濃 度 でも 多 様 性 があらわれる 物 質 多 様 濃 度 多 様 であろう 単 離 培 養 できないとはどういう 意 味 か 餌 の 競 合 について 微 生 物 も 野 生 動 物 のように 餓 死 していなくなるのか 遺 伝 子 が 無 くなってしまうのか 環 境 と 微 生 物 との 関 連 について 微 生 物 がある 環 境 の 中 で 優 先 となる 事 例 として たとえば 船 舶 についた 外 来 の 微 生 物 の 赤 潮 や 霞 ヶ 浦 の 藻 類 大 増 殖 などが 挙 げられるが これらは 環 境 の 方 に 原 因 があるとしてよいか 微 生 物 は 生 存 にいろんな 戦 略 をとる 胞 子 を 作 る 耐 久 性 VBLC 生 きているときは 培 養 でき ないケース 環 境 が 微 生 物 を 決 める 全 くその 通 りである 培 養 できないのは 何 かが 足 りな いわけであり 栄 養 か 絶 えずガス 状 基 質 を 要 求 するのか 増 殖 に 100 年 ほど 時 間 がかかるの か あらゆる 要 素 を 試 す 嫌 気 培 養 性 だとメタン 発 酵 槽 にはエレクトロンのアクセプターとなる 酸 素 がない 電 子 受 容 体 を 生 産 する 共 存 微 生 物 がいつもいないとエネルギー 的 に 離 れきれない ことになり 複 合 微 生 物 系 を 論 理 的 に 考 えやすい しかし 好 気 条 件 ではいくらでもエレクトロン のアクセプター や 酸 化 剤 があるのになぜ 培 養 できないのか 自 前 であらゆることができるはず なのに まだ 解 明 されていない 微 生 物 は 環 境 に 特 有 の 独 自 の 進 化 を 遂 げている 種 があるのか 温 度 に 関 しては 日 本 でも 温 泉 富 士 山 の 頂 上 など 多 様 性 がある 地 理 性 を 考 えると 微 生 物 に 関 しては 海 大 気 など 移 動 を 妨 げる 手 段 がなく 数 億 年 前 から 越 境 移 動 自 由 と 考 えられる 植 102

118 物 動 物 に 対 しての 違 いはあれ あくまでも 地 域 的 な 違 いというのは 考 えにくい 微 生 物 の 定 義 で 原 核 と 真 菌 について 違 っていて クリのある 病 原 真 菌 が 中 国 からアメリカに 渡 って クリをほとんど 壊 滅 状 態 にした アジアの 種 類 には 耐 性 があるが 他 地 域 では 絶 滅 に 追 い 込 むような 影 響 も 出 ている カエルでも 同 様 の 事 例 がある 病 原 菌 に 関 しては 分 かりやすい バクテリアの 遺 伝 子 を 調 べていると ほぼ 100%アメリカでも 同 じようなものが 報 告 されてい る 多 様 性 が 非 常 にある 活 性 汚 泥 でも アメリカ ヨーロッパ 日 本 アジア 比 べても 同 じですので おそらくミクロ 的 な 環 境 があっていれば 地 理 的 な 影 響 はほとんどないだろう 微 生 物 の 世 界 では 遺 伝 子 が 失 われた 大 絶 滅 時 代 といったダーウィン 的 な 考 えがとられるの か そのような 考 え 方 は バクテリアではしない どこにでも 同 じような 遺 伝 子 があるからそう 考 え る 材 料 がない 化 石 もないので 絶 滅 した 微 生 物 がいるかどうか 確 かめられない 病 原 菌 では 宿 主 に 依 存 し 離 れると 生 きられない 宿 主 の 地 域 性 がでる 可 能 性 はある 大 絶 滅 時 代 というのはおそらくあっただろう しかし 確 かめることができない 酸 素 が 出 てきた とき 嫌 気 性 菌 の 多 くのものは 絶 滅 に 追 い 込 まれただろうが 検 証 しようがない 嫌 気 性 菌 も 粒 子 の 表 面 に 好 気 性 菌 が 付 着 すれば 中 に 酸 素 が 無 くなるので 絶 滅 したのが 特 に 多 いとも 言 えない 実 際 我 々の 腸 内 にもいる 現 在 は 少 ない 酸 素 でも 死 なないものが 残 っているのではないか 3 これまでの 議 論 を 踏 まえた 生 物 多 様 性 影 響 評 価 の 基 本 的 考 え 方 の 試 案 2. 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 で1 優 先 的 に 増 殖 する 場 合 2 他 の 微 生 物 を 抑 制 減 少 する 物 質 を 生 産 する 場 合 とあるが 後 者 の 場 合 は 4. 有 害 物 質 の 産 生 性 にあたるのではない か 法 律 の 解 釈 では 4. は 動 植 物 に 対 する 産 生 性 であり 微 生 物 に 対 しては 2. となる 種 菌 種 という 言 葉 を 使 用 しているので 株 菌 株 という 表 現 がよい 動 植 物 では 有 害 物 質 の 産 生 性 で 微 生 物 に 与 える 影 響 を 評 価 しているが 生 物 多 様 性 影 響 評 価 実 施 要 領 では 野 生 動 植 物 に 対 するところだけをみる と 括 弧 書 きで 書 いてある 微 生 物 は 動 植 物 と 同 一 にとらえられていない 実 施 要 領 をみると 植 物 については 有 害 物 質 の 産 生 性 で 野 生 動 植 物 または 微 生 物 の 生 息 103

119 性 に 支 障 を 及 ぼす 物 質 とあるが 微 生 物 の 欄 を 見 ますと 有 害 物 質 の 産 生 性 ということで 動 植 物 とあり 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 のところに 有 害 物 質 の 産 生 等 により とあるので 項 目 が 違 っているようだ 動 植 物 に 比 べて 微 生 物 は 科 学 的 知 見 が 少 ないため 予 防 原 則 をいれた 慎 重 な 考 え 方 が 必 要 という 印 象 を 受 けた 特 定 の 植 生 と 共 生 している 微 生 物 があった 場 合 に 影 響 を 与 えるかどうか 適 切 な 評 価 方 法 がないとわからないような 気 がする どの 程 度 まで 影 響 がないと 評 価 するかコンセンサスができていない 農 薬 を 撒 いても 当 然 土 壌 も 変 わる それが 許 されているのである 植 物 や 動 物 も 完 全 にわかっているわけではない プロダクトベースで 判 断 しており メカニズム をすべて 解 明 して 危 険 がないと 判 断 をしているわけではない 程 度 の 差 があるが カルタヘナ 法 の 下 で 行 なっているレヴューは わからないという 前 提 で 実 施 している 植 物 のほうでは 微 生 物 への 有 害 物 質 の 産 生 性 を 見 ることになっていて 微 生 物 がわかって ないとすると 微 生 物 への 産 生 性 への 影 響 を 評 価 されてないという 矛 盾 が 生 じるため 考 えてい ただく 必 要 がある つまり これまでの 植 物 の 評 価 も 意 味 がない 評 価 もできていないということ につながる 微 生 物 がたくさんいるが バイレメでは 現 在 の 知 見 を 取 り 入 れて 考 え 病 原 性 のある 菌 は 除 外 した 機 能 から 機 能 (function)の 評 価 が 良 いのではないか 環 境 中 の 微 生 物 への 影 響 を 評 価 しなさい という 項 目 はない Function を 見 ればよい たとえ ば 環 境 中 の 窒 素 代 謝 など 評 価 すればよい 組 換 え 微 生 物 については 十 分 に 機 能 安 全 性 の 情 報 が 得 られているものに 対 して 使 うことで 振 り 分 けができるのでないか 選 択 圧 という 言 葉 が 使 われているが 一 般 の 人 にはなじみ 難 いので 微 生 物 は 環 境 が 決 め る というようなニュアンスの 言 葉 をいれるとわかりやすくなるのではないか 5 第 3 回 委 員 会 (1/16 日 開 催 ) 生 物 多 様 性 影 響 評 価 の 基 本 的 考 え 方 の 試 案 を 基 にした 継 続 論 議 四 つの 課 題 ごとの 意 見 のまとめと 論 点 整 理 ( 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 病 原 性 有 害 物 質 の 産 生 性 核 酸 を 水 平 伝 達 する 性 質 ) 1 総 論 および 全 体 的 な 考 え 方 植 物 では 種 の 定 義 は 意 見 が 分 かれるため 学 会 ではできるだけ 何 が 固 有 種 かという 議 論 はしないようにしている 微 生 物 においては 16SRNA でやるコンセンサスはある 学 会 などこの 分 野 においては コ 104

120 ンセンサスは 論 文 ベースで 話 が 出 て それを 認 めるとの 流 れである カルタヘナ 法 については 微 生 物 を 16SRNA で 決 めた 種 の 定 義 で 第 一 種 の 組 換 えかどう かを 決 めており 種 をベースにみるということでは 同 じ 通 常 の 生 物 だと 交 配 があるかどうか がベースになっているのに 対 し 微 生 物 はそのような 概 念 はまったくないということを 具 体 的 に 書 くとよい ここの 固 有 種 という 言 葉 は その 土 地 に 固 有 の 種 という 意 味 だが 微 生 物 の 場 合 は 地 理 的 な 違 いより 植 生 環 境 の 違 いのほうが 大 きく 支 配 しており 土 地 に 固 有 のものというの は 考 えにくいという 内 容 である 環 境 省 の 趣 旨 としては 今 回 微 生 物 を 第 一 種 利 用 するということであれば 微 生 物 だけで なくさまざまな 分 野 の 専 門 家 学 会 の 議 論 を 今 後 進 めて 世 の 中 に 受 け 入 れられるかどうか 認 識 して 議 論 していただきたい 微 生 物 を 非 常 にネガティブに 考 えている 一 般 市 民 のことも 考 えておきたい 一 般 の 方 への 情 報 提 供 を 進 めていくために 次 のステップをどうするかについて 考 えてい きたい ある 程 度 専 門 的 知 識 をもっている 層 を 対 象 に コンセンサスを 得 られるよう 共 通 の 認 識 をしていただけるようにしたい 安 全 性 を 十 分 に 担 保 された 組 換 え 微 生 物 をつかう 場 合 と 十 分 でない 場 合 をある 程 度 区 別 して 出 すことも 必 要 だと 書 いたほうがよいか 安 全 性 が 確 かめられたもので 知 見 を 積 み 上 げているということを 示 したほうが 安 心 市 民 の 方 はより 安 心 してもらえるのではないか 組 換 え 植 物 の 時 には 組 換 えが 起 こる 野 生 種 がいるかいないかで 審 査 をされる そのイメ ージで 固 有 種 という 言 葉 がでてきたのではないか 微 生 物 については 地 域 的 な 固 有 種 に ついて 考 える 必 要 はないということならば 明 らかに 植 物 とは 違 う 考 え 方 でよいのではない か カルタヘナ 法 に 基 づく 安 全 性 基 準 は GILSP とカテゴリー1が 存 在 する GILSP は 病 原 性 がないもの カテゴリー1は 病 原 性 が 低 いもの 第 一 種 は 生 物 学 的 封 じ 込 めという 概 念 が 導 入 され 全 てそれがなされていると 位 置 付 けられている 安 全 性 評 価 項 目 があり 環 境 影 響 評 価 はなく 微 生 物 だけを 見 ている 拡 散 防 止 措 置 は 基 準 を 設 け ないものについては 大 臣 確 認 を 行 っている 環 境 影 響 評 価 はしていない 基 本 的 には 外 部 に 出 ない 前 提 になっている 今 まで 二 種 利 用 では 1500~1600 件 の 大 臣 確 認 が 行 なわれているが すべてカテゴ 105

121 リー1 までに 収 まっており 毒 素 産 生 性 がはっきりある 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 として 産 業 利 用 がされている 事 例 はないと 受 け 止 めている 本 文 の 前 に 現 状 説 明 の 項 を 設 けて 書 くとよいのではないか 微 生 物 の 多 様 性 の 保 持 についてはどうか 基 本 的 には 環 境 因 子 で 変 動 するのだということを 明 確 に 書 いてあるが カルタヘナ 法 では 多 様 性 の 保 持 がポイントであるので 明 記 すべき 微 生 物 への 影 響 評 価 は 動 物 と 植 物 に 対 しては しなくていいことになっている 微 生 物 の 多 様 性 ではなく 微 生 物 に 対 して 有 害 な 物 質 が 生 産 されているのかどうかを 見 ている 環 境 省 としてはそれでよいか 微 生 物 は 多 様 性 を 見 る 必 要 はないと 明 記 するか 微 生 物 の 多 様 性 は 何 を 指 しているのか 種 の 多 様 性 機 能 の 多 様 性 生 態 系 の 多 様 性 微 生 物 は 直 接 的 でなくても 間 接 的 に 大 きな 影 響 がある 機 能 の 多 様 性 は 担 保 すべきで は 機 能 の 多 様 性 といっても 窒 素 循 環 炭 素 循 環 といった 微 生 物 の 基 本 的 な 性 質 地 球 環 境 に 悪 影 響 を 与 えないということを 明 確 に 書 きたい 固 有 種 の 多 様 性 はみなくてよい ということでよいですね 微 生 物 の 多 様 性 について 時 間 的 変 動 という 言 葉 があったが 時 間 的 推 移 空 間 的 拡 が り あるいは 環 境 変 化 を 整 理 して 評 価 項 目 を 浮 かび 上 がらせていくのも 意 味 がある 第 1 種 使 用 においては 慎 重 に 取 り 扱 うべきである という 表 現 があるが 環 境 省 のコメントであるが 生 物 多 様 性 影 響 を 見 たうえで 慎 重 にとり 扱 う ことを 全 体 的 な 考 え 方 に 示 すことで 一 般 の 方 が 安 心 するのではないかという 趣 旨 である 2. 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 多 様 性 の 評 価 を 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 という 観 点 から 少 し 検 討 したい 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 については 書 きたい バイオレメディエーションにおいても 栄 養 源 を 入 れた 時 は 油 を 食 うからボーンと 増 えるが 油 がなくなったら 減 る 回 復 すればよい と 幅 を 持 たせればよい これも 個 々の 種 についてみる 必 要 はなく トータルで 見 ることでよいということを 明 記 すれば よいですね 絶 滅 種 が 出 る とかいった 意 味 での 多 様 性 は 考 える 必 要 があるが 減 少 させる というよ うな 言 葉 にとらわれ 過 ぎず たとえば 毒 物 を 作 る といった 項 目 に 絞 ると 一 般 の 方 にもわか 106

122 りやすいのではないか 水 平 伝 播 する 際 に 受 け 取 った 微 生 物 の 生 存 能 を 弱 める 可 能 性 もあるのではないかという のは? 水 平 伝 播 によって 受 け 取 った 微 生 物 にとっては 選 択 圧 でマイナス 効 果 を 及 ぼすことが 多 く 淘 汰 されていく 微 生 物 はいなくなってしまうことはありうる 3. 病 原 性 他 法 令 の 順 守 が 定 められている 必 要 に 応 じ 記 載 は 不 要 とコメントがある 法 令 順 守 というものがあるので 家 畜 に 影 響 を 与 える 微 生 物 が 入 ってきた 場 合 人 と 農 作 物 と 家 畜 を 加 えていただきたい カルタヘナ 法 では 家 畜 や 農 作 物 は 直 接 の 対 象 ではない あえて 家 畜 農 作 物 対 する 影 響 と いう 書 き 方 ではなく 家 畜 農 作 物 を 通 して 感 染 が 拡 大 する 可 能 性 について 考 え 必 要 に 応 じて 評 価 を 実 施 するとした 環 境 影 響 評 価 以 前 に 安 全 が 担 保 されれば 必 要 ないのでは 環 境 的 に 感 染 する 可 能 性 がない 場 合 は 外 してしまってもよいのではないか 組 換 え 体 を 使 う 以 前 に 病 原 菌 は 使 えないのではないか 環 境 影 響 評 価 以 前 にそれは 省 かれているのではないか 人 だけを 特 別 扱 いするのではなくて 農 作 物 と 家 畜 も 入 れたらよい 既 知 情 報 を 最 大 限 活 用 するのは 大 切 だと 思 う 感 染 実 験 が 具 体 的 に 組 めないのではやりようがない 植 物 の 感 染 性 試 験 は モデルの 範 囲 をものすごく 広 げないとできないのでは 今 回 の 場 合 3つのケース 分 けがある 既 知 情 報 が 最 大 限 活 用 でき 判 断 可 能 なもの 十 分 な 情 報 が 得 られないもの 病 原 微 生 物 として 確 定 されているもの 十 分 な 情 報 が 得 られない ものについては 早 い 段 階 で 申 請 に 挙 がってくる 可 能 性 が 低 いため あまりこの 段 階 でつめ る 必 要 はないのではないか 病 原 性 と 疑 われる 場 合 について とすればよいのではないか 類 縁 種 に 病 原 菌 がある 場 合 は その 病 原 菌 に 対 する 実 験 し 証 明 すればよい 感 染 性 病 原 性 毒 性 が 疑 われる 場 合 は 調 べればよい 申 請 書 があがってきて 疑 われた 場 合 はやってくだい というのではどうか その 他 考 慮 すべき 点 について 重 要 な 薬 剤 耐 性 については 決 まったのか WHO が 提 案 している 107

123 ベクター 一 緒 に 入 る 遺 伝 子 によっては 宿 主 の 機 能 が 変 わり 薬 剤 耐 性 が 上 がるケース が 文 献 的 にはわかっている 評 価 項 目 になくてもよいか 基 本 的 な 考 え 方 に 示 した 文 で 考 慮 している 4. 有 害 物 質 の 産 生 性 宿 主 の 代 謝 系 を 改 善 するのは 非 常 に 複 雑 で 慎 重 な 審 査 を 必 要 とすると 考 えて コメント させていただいた 必 要 に 応 じて を 削 除 し 慎 重 に 行 っていただきたい 5. 核 酸 を 水 平 伝 播 する 性 質 カルタヘナ 法 については 環 境 中 の 生 物 一 式 という 形 で 承 認 を 与 えるのか? 種 が 単 位 になっている イヌとかネコとか とりあえず 水 平 伝 達 しない というオプションは 抑 えねばならない 水 平 伝 達 が 起 こりうる という 前 提 で 考 えねばならない 雷 がどんと 落 ちたら 組 換 え 体 が 一 杯 できているのではないだろうか 水 平 伝 達 を 前 提 にして 環 境 中 に 出 せば 全 微 生 物 を 審 査 しなければならないか 抗 生 物 質 耐 性 菌 をまいた 時 に それが 病 原 菌 に 入 ってしまったらどうするか 水 平 伝 達 で 移 ることを 前 提 にする 移 った 後 のことは 生 態 影 響 評 価 で 担 保 する ということ でどうか 考 え 方 を 出 していただければよい 基 本 的 には 伝 播 しにくいような 組 換 え 体 を 作 る というのではどうか 本 当 に 普 遍 的 にあるようなものを 入 れる 場 合 にはやる 必 要 はない 自 然 界 で 当 たり 前 のように 起 こっていることは 環 境 影 響 評 価 を 必 要 はない オワンクラゲの GFP をカイコに 入 れた 場 合 は ハザードとみなさない としている イベントが 起 こることそのものがハザードではない 起 こった 後 で どういう 影 響 があるかを きちんと 評 価 しなさい ということ 水 平 伝 播 してしまったとしても そういう( 受 け 取 った) 菌 は 生 き 残 りにくいということを 証 明 で きればよい 伝 達 頻 度 評 価 をどうするか 情 報 があるものを 使 って 組 換 え 体 を 作 るので あまりとっぴなものは 使 わないと 思 う 増 殖 優 位 性 は 消 しておけばよいと 思 う 評 価 方 法 についての 考 え 方 として OECD の 考 え 方 を 並 列 表 記 する 供 与 核 酸 の 水 平 伝 播 によって 環 境 微 生 物 に 新 たな 病 原 性 等 を 与 える 恐 れがあるか 否 かは 最 初 は 文 献 調 査 や 108

124 データベース 検 索 による 評 価 でよい 6 第 4 回 委 員 会 (2/24 日 開 催 ) 1 欧 州 調 査 報 告 欧 州 イギリスとデンマークを 訪 問 した 12 月 には 米 国 に 行 ったが 定 量 的 なものはみつか らず イギリスも 同 様 だった デンマークについてはガイダンス 文 書 などの 資 料 は 入 手 できず ヒアリングが 中 心 だった イギリスの 申 請 時 の 書 類 封 じ 込 めの 基 準 などについて 紹 介 する 欧 州 の GMO 規 制 の 枠 組 みは 閉 鎖 性 で 利 用 するか 否 かで 分 かれる 閉 鎖 系 でない 場 合 は 野 外 実 験 EU 指 令 の2つの 規 制 がある 食 品 については 別 途 レギュレーションがある 環 境 放 出 のリスク 評 価 については 植 物 中 心 主 要 国 の 遺 伝 子 組 み 換 え 技 術 規 制 の 概 要 については 表 にまとめた 米 国 は 属 間 交 雑 微 生 物 が 規 制 の 対 象 になる EU の 法 律 に 対 し 英 国 では 対 応 する 法 律 がある イギリスの 環 境 放 出 については 安 全 衛 生 庁 とは 別 に 環 境 食 料 地 域 省 が 監 督 省 庁 である 英 国 の 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 の 規 制 の 概 要 と 英 国 における GMM 使 用 ( 閉 鎖 系 )に 際 して 求 められる 通 告 ( 表 )をまとめた 閉 鎖 系 については クラス 1 から 4 まで 分 かれる UK-Denmark の 環 境 影 響 評 価 の 考 え 方 を 示 した ヒトの 健 康 と 環 境 の 両 方 を 考 慮 して 最 も 有 害 な GMM を 選 び Part 1~3 に 分 かれる UK-Denmark の 水 平 伝 搬 の 考 え 方 は 基 本 的 に 米 国 と 同 じ 挿 入 遺 伝 子 が 他 の 菌 に 移 った 場 合 に 悪 影 響 が 起 こりうるかを 考 える 悪 影 響 は 病 原 性 毒 性 抗 生 物 質 耐 性 が 増 大 するか どうかに 注 意 する 挿 入 遺 伝 子 の 挿 入 場 所 に 関 し 染 色 体 の 栄 養 要 求 性 欠 損 部 位 への 挿 入 により 野 外 に 出 た 際 のリスクを 下 げることを 推 奨 している 封 じ 込 めの 考 え 方 は イギリスの 場 合 化 学 的 生 物 学 的 封 じ 込 めを 明 示 している EU ではオプショナル イギリスは EU より 若 干 きびし 目 の 封 じ 込 め 規 制 がある 意 図 的 な 環 境 放 出 の 事 例 については 欧 州 は 米 国 より 環 境 保 護 団 体 の 対 応 が 厳 しいので 意 図 的 な GM 微 生 物 の 環 境 放 出 をしようという 企 業 はない 10 年 ほど 前 に DEFRA 主 導 で GMM の 環 境 放 出 の 際 の 環 境 影 響 を 調 べる 目 的 の 申 請 事 例 109

125 があった EU の 中 では 規 制 官 同 士 の 情 報 交 換 の 場 が 一 年 に 一 回 ある 参 加 は 自 由 欧 州 の 動 向 につ いて 知 りたい 場 合 はオブザーバー 参 加 が 可 能 { 質 疑 応 答 } DEFRA 主 導 で GMM の 環 境 放 出 の 際 の 環 境 影 響 を 調 べる 目 的 の 申 請 について 審 査 を 受 けたか? 審 査 を 受 けたかどうかはわからない 一 例 だけ 許 可 例 がある 低 温 発 酵 性 酵 母 が 一 般 に 許 可 された EU も UK も リスクが 少 なく 少 量 であれば 環 境 へ 漏 れることを 許 容 している メリットとデメリットを 勘 案 して 決 めているようなイメージがあるのだが 規 制 当 局 は 中 身 は 知 らない 普 通 の 企 業 の 感 覚 からすると 廃 棄 物 はオートクレーブ 殺 菌 などはやっていると 思 う 文 科 省 は 封 じ 込 めレベルを 決 めるはっきりしたルールを 示 していると 思 う リスク 評 価 をクラス1から4まで 決 めた 時 に 封 じ 込 めも1から4まで 対 応 させるようになって いる EU のレベルでも 同 じようなものがあって 英 国 は 基 本 的 に 同 じもので 若 干 強 めにし ている プラスミドを 使 わないことを 奨 励 するか 染 色 体 挿 入 だけでは 活 性 や 生 産 性 が 不 足 する 場 合 がある コピー 数 増 以 外 にも 強 力 発 現 プロモーターなどの 強 化 方 法 はある 現 状 だと まったく 接 合 伝 達 しないタイプのベクターが 分 解 の 発 現 系 に 整 備 されていない プラスミドを 推 奨 しないことは 現 実 的 ではない 植 物 と 微 生 物 の 違 いを 強 調 し プラスミドの 不 使 用 を 推 奨 しない 事 にすべき 新 しいベクター 開 発 の 芽 を 摘 まないほうがよい 染 色 体 とプラスミドの 定 義 は 線 引 きが 明 確 ではない この 議 論 は 課 題 として 残 す 2 本 年 度 調 査 員 会 の 討 議 内 容 のまとめ これまでの 委 員 会 の 議 事 録 の 内 容 は 藤 田 試 案 に 反 映 されている 環 境 微 生 物 の 多 様 性 環 境 中 の 微 生 物 については 1%しかわかっていない 微 生 物 はジェット 気 流 に 乗 って 世 界 中 を 回 る 特 定 の 環 境 に 導 入 した 微 生 物 が 既 に 生 息 している 常 在 微 生 物 に 競 合 して 増 殖 し 生 存 し 110

126 主 要 微 生 物 になることは 容 易 ではない 餌 が 大 事 意 図 的 と 非 意 図 的 な 放 出 については 分 けて 書 いたらどうか 環 境 に 放 出 して 影 響 するような 微 生 物 を 作 れば 影 響 するが それは 非 常 に 難 しいですよ ということを 書 いた 餌 に 応 じて 微 生 物 が 増 える 物 理 的 な 酸 素 濃 度 などの 環 境 に 応 じて 多 様 な 微 生 物 群 が 出 てくる 可 能 性 がある 通 常 の 土 壌 環 境 では 基 質 濃 度 は 極 めて 低 い このような 低 栄 養 環 境 で 存 続 する 菌 は 基 質 親 和 性 が 低 くても 生 きていける 菌 この 文 章 は 安 全 性 評 価 ということで 役 に 立 つのではないかと 考 える 環 境 放 出 しても 生 きられない 餌 をやらないと 増 えないことを 言 っている 3 生 物 多 様 性 影 響 評 価 の 基 本 的 考 え 方 の 試 案 を 基 にした 継 続 論 議 四 つの 課 題 ごとの 意 見 のまとめと 論 点 整 理 ( 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 病 原 性 有 害 物 質 の 産 生 性 核 酸 を 水 平 伝 達 する 性 質 ) 環 境 微 生 物 の 多 様 性 の 考 え 方 議 論 比 率 で 見 ると 菌 数 が 増 えていても 他 の 菌 は 減 っていない というようなケースがある バイオレメの 場 合 入 れた 菌 がワーッと 増 えて 他 の 菌 が 増 えてない 場 合 がある 他 の 微 生 物 は 減 少 させていないかもしれない a の 場 合 は 特 定 の 餌 により 優 先 的 に 増 殖 する 場 合 b は 薬 剤 耐 性 による 選 択 圧 がかかる 場 合 本 年 はここまででよい 病 原 性 については 基 本 的 には データベースをきちんと 参 照 しなさい ということ 人 家 畜 農 作 物 等 に 対 する 病 原 性 についても 十 分 な 考 慮 が 必 要 である と 全 体 を 包 括 す る 書 き 方 がしてある 動 植 物 と 微 生 物 の 違 いを 明 示 する 微 生 物 の 種 に 関 する 考 え 方 微 生 物 における 影 響 を 評 価 する 際 には 全 体 的 な 考 え 方 で 述 べた 種 個 体 群 生 態 系 の 成 り 立 ちにおける 動 植 物 との 違 いを 考 慮 すれば のところ まず 生 態 系 への 影 響 次 に 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 の 方 がわかりやすいのでは 告 示 の 順 番 になっている 野 生 動 植 物 への 影 響 カルタヘナの 場 合 では たとえばカイコの 場 合 は 野 生 のクワコは 大 丈 夫 か ということのみ 言 っている 111

127 カイコとクワコの 交 雑 は 起 こらない カイコの 場 合 は クワコとの 交 雑 性 のほかに 競 合 性 や 有 害 物 質 生 産 するかということも 評 価 されている 本 年 度 検 討 内 容 から 明 らかになった 今 後 論 議 すべき 課 題 について 報 告 書 には 議 論 の 内 容 について 十 分 に 盛 り 込 む 少 なくとも 遺 伝 子 組 換 えに 用 いられた 供 与 核 酸 が 自 然 界 から 得 られたものもしくはその 派 生 物 である 限 りにおいては の 部 分 は 正 確 なのか もともと 自 然 界 にあるものをまねして 作 る 合 成 生 物 学 の 場 合 あるいは 領 域 ごとに 自 然 界 から 必 要 なものを 拾 って 作 る 場 合 などを 考 えて 記 述 するのか こうした 考 え 方 むしろ のところまで 削 ってしまって 低 頻 度 の から 始 めてしまっ てはどうか 基 本 的 には この 派 生 物 とは 通 常 の 組 換 え 方 法 で 作 っている 場 合 は OK ですよ という スタンスをとっていただきたい OECD のドキュメントにも 見 られるように 国 際 的 にも 支 持 されている というのは 妥 当 なのか その 通 りである 来 年 度 以 降 は 本 報 告 書 について 別 分 野 ( 生 態 学 の 学 会 など)の 方 に 意 見 をいただき ま た 実 際 の 審 査 をするために 生 かしていきたい 112

128 資 料 2 英 国 の GMM 閉 鎖 系 利 用 における 通 告 事 項 (Notification) ( 要 求 事 項 ) 1 最 初 に GM 技 術 の 利 用 を 行 う 施 設 ( 研 究 所 ) に 関 す る 通 告 (Premises Notification); a) 実 施 者 の 名 前 住 所 連 絡 法 等 b) 監 督 責 安 全 責 任 者 の 名 前 c) b)に 関 する 訓 練 記 録 や 資 格 等 d) 機 関 の 安 全 委 員 会 の 詳 細 e) GMM の 利 用 が 実 施 される 事 業 所 ( 研 究 所 )の 住 所 とその 場 所 の 概 要 f) 実 施 しようとする 活 動 の 性 質 g) GMM の 安 全 クラス(1-4) h) クラス1の GMM の 利 用 の 場 合 は 以 下 の 情 報 を 提 供 する; 今 回 の 利 用 に 関 するリスク 評 価 の 概 要 上 記 リスク 評 価 に 関 して 安 全 委 員 会 のアドバイス 廃 棄 方 法 緊 急 時 の 対 処 計 画 内 容 が 当 局 に 確 実 に 通 知 されること 等 ( 当 局 は 届 出 受 領 後 10 日 以 内 に 受 領 確 認 (acknowledgement)を 申 請 者 に 通 知 する ただし この 受 領 通 知 は あくまで 受 領 の 確 認 であり 申 請 内 容 が 問 題 ないこ とを 意 味 するものではない 申 請 者 は 受 領 確 認 の 通 知 を 受 けたら 直 ちに GMM の 利 用 実 施 可 能 となる) 2クラス2-GMM の 利 用 を 伴 う 活 動 に 関 する 通 告 (Activity Notification); a) 実 施 者 の 名 前 住 所 連 絡 法 等 b) 当 局 より 割 り 当 てられた 事 業 所 番 号 c) 監 督 責 安 全 任 者 の 名 前 d) c)に 関 する 訓 練 記 録 や 資 格 等 e) ホスト( 親 ) 株 の 情 報 f) ドナー 株 の 情 報 113

129 g) ホストベクター 系 h) 改 良 に 関 わる 遺 伝 情 報 の 由 来 と 機 能 i) GMM の 特 性 j) GMM を 伴 う 利 用 活 動 の 目 的 と 予 想 される 結 果 k) おおよその 培 養 スケール l) 封 じ 込 めおよび 他 の 防 御 手 段 の 記 述 廃 棄 物 管 理 ( 種 類 形 状 処 理 法 最 終 形 態 ) レベル 2 封 じ 込 めの 封 じ 込 め 法 を 採 用 する 根 拠 m) リスク 評 価 結 果 のコピー n) リスク 評 価 に 関 して 安 全 委 員 会 のアドバイス o) 当 局 が 緊 急 時 の 対 処 法 を 評 価 するに 足 りる 情 報 p) 緊 急 時 の 対 処 計 画 内 容 が 当 局 に 確 実 に 通 知 されること 等 当 局 は 届 出 受 領 後 10 日 以 内 に 受 領 確 認 を 通 知 受 領 通 知 後 45 日 間 HSE より 何 らかの 実 施 の 差 し 止 め 等 の 通 知 がなければ 実 施 可 能 (ただし 当 該 施 設 でクラス3,4の 実 績 があれば 受 領 通 知 後 直 ちに 実 施 可 能 ) 3 ク ラ ス 3 ま た は 4 の GMM の 利 用 を 伴 う 活 動 に 関 す る 通 告 (Activity Notification); 2の 要 求 事 項 に 加 えて; 設 備 施 設 (the installation)についての 記 述 事 故 防 止 と 緊 急 字 対 策 法 の(より 詳 細 な) 情 報 設 備 施 設 に 起 因 するあらゆる 災 害 安 全 設 備 緊 急 通 知 システム 封 じ 込 め 設 備 を 含 めた 防 御 方 法 封 じ 込 め 設 備 の 継 続 的 な 有 効 性 を 保 証 する 背 策 と 計 画 作 業 者 に 対 して 提 供 される 情 報 の 詳 細 等 当 局 は 届 出 受 領 後 10 日 以 内 に 受 領 確 認 を 通 知 する 受 領 通 知 後 30 日 ~90 日 の 間 に HSE より 書 面 の 承 認 通 知 を 受 ければ 実 施 可 能 (2 回 目 以 降 の 申 請 については 受 領 通 知 後 日 の 間 に 承 認 の 可 否 ) 114

130 資 料 3 遺 伝 子 組 換 え 微 生 物 のリスク 評 価 の 様 式 A FORMAT FOR RISK ASSESSMENT OF GENETICALLY MODIFIED MICOORGANISMS (JBA 仮 訳 ) (GMMを 使 用 しようとする 者 ( 申 請 者 )は 以 下 のフォーマットに 従 ってリスク 評 価 を 行 うこととされる Part 1はすべての 申 請 者 が 行 うものであり そこで 安 全 性 が 確 認 で きない 場 合 は part 2 以 降 に 進 む ) Part 1 (a) プロジェクトの 名 称 (b) プロジェクトの 科 学 的 目 標 この 情 報 はこの 活 動 の 有 益 な 背 景 とその 意 義 を 明 らかにできる 必 須 事 項 では ない 知 的 財 産 や 機 密 上 の 問 題 がある 場 合 は 開 示 する 必 要 はない (c) 作 成 される 異 なるタイプの GMM の 概 要 この 概 要 は 1,2 のパラグラフからなりこのプロジェクトの 範 囲 とこれから 実 施 する 活 動 の 境 界 を 明 示 する この 概 要 は 以 下 の 宿 主 菌 ベクター 挿 入 遺 伝 子 のリ ストで 補 完 される (i) 宿 主 微 生 物 のリスト 菌 株 名 称 及 び 由 来 する 野 生 株 ならびに 無 力 化 (disablement)について 記 載 (ii) ベクターのリスト ベクター 名 称 と 無 力 化 変 異 について 記 載 (iii) 挿 入 遺 伝 子 機 能 のリスト 機 能 が 解 りやすいように 記 載 (3 文 字 表 記 は 不 可 ) 機 能 未 知 遺 伝 子 は 既 知 ホ モログを 記 載 115

131 (d) 最 も 有 害 な GMM の 特 定 ヒトの 健 康 と 環 境 の 両 方 を 考 慮 して 最 も 有 害 な GMM を 選 ぶこと これは 宿 主 ベクター 挿 入 遺 伝 子 の 組 合 わせの 中 で 考 える どれが 最 も 有 害 か 判 断 できない 場 合 はその 旨 記 す (e) 今 回 評 価 対 象 となったすべてのGMMの 宿 主 ベクター 挿 入 遺 伝 子 に 関 して 有 害 な 性 質 は 無 いと 自 信 をもって 言 えるか? 答 えが No または 不 確 かな 場 合 は 次 のPart 2の 設 問 意 答 えねばならない (f) どの 最 終 GMMもヒトや 環 境 に 対 して 有 害 性 が 無 いと 自 信 をもって 言 えるか? 上 記 の 基 準 をすべて 満 たすと 判 断 したなら class 1 とする 署 名 (ただし GMM が 封 じ 込 め 施 設 より 完 全 に 漏 洩 した 場 合 もリスクがないものである こと) 基 準 を 満 たさないと 判 断 (またははっきりしない) 場 合 Part 2 へ <Background note> 安 全 な 宿 主 の 例 ( 病 原 菌 の 非 欠 損 株 は 用 いるべきでない) ⅰ) E.coli K12 ⅱ) 欠 損 型 レトロウィルス(packaging 欠 損 自 己 不 活 化 株 等 ) ⅲ) E1 欠 損 アデノウィルス 等 リスクのある 挿 入 遺 伝 子 の 2 つのタイプ; ⅰ) 直 接 危 害 を 及 ぼすタイプ( 毒 素 産 生 遺 伝 子 等 ) ⅱ) 宿 主 の 持 つ 形 質 に 影 響 することで GMM の 病 原 性 に 影 響 を 与 えるタイプ ( 病 原 性 発 現 に 関 係 する 遺 伝 子 やウィルスのレセプター 遺 伝 子 等 ) Part 2 "より 詳 細 なリスク 評 価 が 必 要 な 場 合 のフォーム" 最 初 にヒト 健 康 への 悪 影 響 を 考 察 し 暫 定 的 な 封 じ 込 めを 策 定 し 次 いで 環 境 影 響 を 検 討 する ただし 植 物 病 原 菌 などを 用 いる 場 合 は 環 境 影 響 を 優 先 する (a) ヒトの 健 康 へのハザード (i) 宿 主 気 に 関 するハザード (e.g. 細 菌 宿 主 やウィルスベクター) 116

132 宿 主 菌 ;ACDP の 病 原 菌 リスト 参 照 (レベル 2~4) 感 染 経 路 宿 主 域 治 療 法 の 有 無 等 弱 毒 変 異 の 有 無 とその 復 帰 変 異 の 可 能 性 等 (ii) 挿 入 遺 伝 子 産 物 から 直 接 生 まれるハザード(e.g. 毒 素 や 発 がん 遺 伝 子 のク ローニング) 挿 入 遺 伝 子 が 毒 素 発 癌 遺 伝 子 アレルケ ン ホルモン サイトカイン 等 の 有 害 遺 伝 子 か 否 か? 機 能 未 知 の 場 合 はその homologue の 既 知 情 報 の 記 載 (iii) 既 存 の 性 質 を 変 えることで 生 まれるハザード (e.g. 病 原 性 宿 主 域 組 織 親 和 性 伝 搬 経 路 免 疫 応 答 等 の 改 変 ) 病 原 性 決 定 因 子 ;adhesin 穿 孔 因 子 宿 主 防 御 への 抵 抗 性 因 子 等 宿 主 細 胞 の 通 常 レセフ ターとは 異 なる 結 合 因 子 となる 表 層 タンパク 膜 タンパク 等 薬 剤 または 抗 生 剤 の 耐 性 遺 伝 子 (iv) 関 連 微 生 物 へ 伝 搬 されることで 生 まれる 挿 入 因 子 の 潜 在 的 ハザード 挿 入 遺 伝 子 が 遺 伝 子 伝 搬 や 野 生 株 との 組 換 え 等 により 環 境 中 へ 拡 散 する 懸 念 が 無 いか その 恐 れがある 場 合 は 環 境 へ 漏 れた 場 合 に HGTが 起 こるくらい 長 く 生 存 可 能 か? (b) ヒトの 健 康 に 対 するハザードを 防 ぐための 暫 定 的 な 封 じ 込 めレベルの 設 定 ここでは 宿 主 菌 のリスクを 制 御 するに 足 りるcontainmentレベルを 決 定 すること 及 び 改 変 操 作 が 宿 主 のリスクを 高 めるか 弱 めるか 同 じかどうかを 判 断 する (c) 環 境 に 対 するハザードの 特 定 (i) 宿 主 気 に 関 するハザード (e.g. 細 菌 宿 主 やウィルスベクター) 宿 主 菌 が 環 境 中 の 植 物 動 物 昆 虫 などに 感 染 性 を 持 つか? (DEFRA の 病 原 菌 リスト) 弱 毒 変 異 の 有 無 とその 復 帰 変 異 の 可 能 性 等 (ii) 挿 入 遺 伝 子 産 物 から 直 接 生 まれるハザード 挿 入 遺 伝 子 が 昆 虫 や 動 物 の 毒 素 をコードするか?また 宿 主 の 代 謝 系 酵 素 を 不 活 化 する 物 質 を 生 産 するか? (iii) 既 存 の 性 質 を 変 えることで 生 まれるハザード(e.g. 病 原 性 宿 主 域 組 織 親 117

133 和 性 等 の 改 変 ) 病 原 性 決 定 因 子 ;adhesin 穿 孔 因 子 宿 主 防 御 への 抵 抗 性 因 子 等 宿 主 細 胞 の 通 常 レセフ ターとは 異 なる 結 合 因 子 となる 表 層 タンパク 膜 タンパク 等 (iv) 関 連 微 生 物 へ 伝 搬 されることで 生 まれる 挿 入 因 子 の 潜 在 的 ハザード 挿 入 遺 伝 子 が 遺 伝 子 伝 搬 や 野 生 株 との 組 換 え 等 により 環 境 中 へ 拡 散 する 懸 念 が 無 いか その 恐 れがある 場 合 は 環 境 へ 漏 れた 場 合 に 菌 がHGTが 起 こるほど 長 く 生 存 可 能 か? (d) 作 業 活 動 の 性 質 と 制 御 方 法 の 再 考 (i) 作 業 はエアロゾルを 発 生 する 可 能 性 があるか? エアロゾルを 発 生 する 作 業 か?その 場 合 は 安 全 キャビネやアイソレ-ターを 使 用 する (ii) 廃 棄 物 はどのように 廃 棄 しているか? 固 形 及 び 液 系 の 廃 棄 物 及 び 感 染 動 物 からの 廃 棄 物 を 含 む (iii) 鋭 尖 物 を 使 用 する 必 要 があるか? ( 例 )ガラス 製 のピペットを 使 用 するか? (iv) 動 物 感 染 実 験 を 行 う 場 合 動 物 はGMMを 輩 出 するか? (v) 植 物 感 染 実 験 を 行 う 場 合 GMMの 感 染 推 定 経 路 は 知 られているか? 例 えば 微 生 物 が 昆 虫 由 来 であったり 排 水 系 で 運 ばれるか?( 温 室 の 場 合 等 ) (vi) 複 雑 なライフサイクルを 持 つ 生 物 を 扱 う 場 合 とりわけ 有 害 なライフステージ にある 生 物 の 繁 殖 を 伴 うか? 例 えば 感 染 ステージの 寄 生 虫 の 増 殖 や カビの 胞 子 の 放 散 等 ( 自 然 界 では 起 こり 得 ない 潜 在 的 な 伝 搬 経 路 も 考 慮 すべき) (vii) 殺 菌 剤 は 実 際 の 使 用 条 件 においてその 有 効 性 が 確 かめられているか? 例 えば 組 織 培 養 液 のウィルスの 処 理 に 用 いる 殺 菌 剤 は 呼 応 濃 度 タンパク 液 中 でも 効 果 があるか? (viii) 皮 膚 疾 患 ( 湿 疹 等 )や 感 染 症 に 罹 患 しやすい 他 の 健 康 障 害 ( 免 疫 不 全 症 等 )を 持 つヒトがこの 作 業 を 請 け 負 うことがないよう 定 められているか? (ix) 作 業 者 はワクチンや 健 康 診 断 を 受 けることになっているか? 118

134 (e) 上 記 の 暫 定 封 じ 込 めレベルより 更 に 上 位 の 追 加 対 策 が 必 要 かどうかの 検 討 Contained Use Regulation(Part2 of schedule 8)に リスク 評 価 の 結 果 追 加 の 対 策 が 必 要 と 判 断 されればその 対 策 を 加 えることが 記 されている 追 加 対 策 は 以 下 の 状 況 において 必 要 とされる (ⅰ)ヒトの 健 康 に 対 して 有 害 性 のあるGMMのあらゆる 性 質 を 考 慮 する 場 合 (ⅱ) 環 境 を 保 護 する 場 合 (ⅲ) 特 定 の 作 業 の 追 加 安 全 策 を 提 供 する 場 合 Part 3. " 最 終 的 な 封 じ 込 め 手 段 とリスククラス(class)の 設 定 " このプロジェクトの 以 下 の 性 質 から クラス 1 (or2, 3, 4) と 設 定 される ::::::::::::::::::::::::::::::::: (オリジナル 文 書 ) RISK ASSESSMENT OF GENETICALLY MODIFIED MICRO-ORAGNISMS: A FORMAT THAT OFFERS ONE POSSIBLE WAY OF ACHIEVING GOOD PRACTICES

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136 資 料 4 各 国 の 環 境 影 響 評 価 の 基 準 1/2 日 本 の 環 境 影 響 評 価 項 目 米 国 カナダ 豪 州 英 国 EU OECD 1 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 競 合 有 害 物 質 の 産 生 等 により 他 の 微 生 物 を 減 少 させる 性 質 を 持 つか? 2 病 原 性 野 生 動 植 物 に 感 染 し それらの 野 生 動 植 物 の 生 息 又 は 生 育 に 支 障 を 及 ぼ す 性 質 を 持 つか? 3 有 害 物 質 の 産 生 性 野 生 動 植 物 の 生 息 又 は 生 育 に 支 障 を 及 ぼす 物 質 を 産 生 する 性 質 を 持 つか? 4 核 酸 を 水 平 伝 達 する 性 質 法 が 対 象 とする 技 術 により 移 入 された 核 酸 を 野 生 動 植 物 又 は 他 の 微 生 物 に 伝 達 する 性 質 を 持 つか? 5 その 他 の 性 質 や 要 求 事 項 生 態 系 の 基 盤 を 変 化 させることを 通 じ て 間 接 的 に 野 生 動 植 物 等 に 影 響 を 与 え る 性 質 等 標 的 生 物 または 他 の 生 物 ( 競 合 者 宿 主 共 生 者 寄 生 者 病 原 体 )に 対 する 相 互 作 用 や 影 響 の 記 述 および 群 集 構 造 (commu-nity structure)や 種 の (a,b) 多 様 性 への 影 響 病 原 性 感 染 性 毒 性 及 び 病 原 体 の (a) 運 び 屋 としての 活 動 に 関 する 記 述 (1ヒトに 対 する 病 原 性 感 染 性 の 性 質 程 度 2 哺 乳 動 物 に 対 する 病 原 性 試 験 ( 関 連 性 があり 可 能 なら) 3ヒト 組 織 への 定 着 性 437 での 生 育 5 抗 生 剤 などの 感 受 性 (b) ) 哺 乳 動 物 魚 昆 虫 無 脊 椎 動 物 及 (b) び 植 物 に 対 する 病 原 性 感 染 性 (a) ヒトに 対 する 毒 性 の 有 無 や 性 質 当 該 GMOやその 生 産 物 の 毒 性 試 験 (アレルゲン 性 & 摂 取 吸 引 後 の 免 疫 反 応 ) (b) (b) 生 息 場 所 での 抗 生 物 質 の 生 産 性 実 験 または 関 連 環 境 中 での 遺 伝 形 質 の 伝 達 能 力 (Capacity of genetic transfer) (a) 自 然 微 生 物 集 団 中 の 遺 伝 子 交 換 の (b) 優 占 度 関 連 環 境 中 での 生 残 性 と 分 散 性 お よび 検 出 方 法 放 出 環 境 ( 土 水 系 )で の 親 株 との 生 残 性 の 比 較 ラボ 試 験 (a,b) ミネラル 栄 養 素 等 の 生 物 地 球 化 学 的 循 環 過 程 における 関 与 ( 例 ; 重 金 属 の 変 換 ) 炭 酸 固 定 窒 素 固 定 やセル ロース 利 用 等 への 関 与 (a,b) 想 定 される 分 解 されうる 汚 染 物 質 や 環 境 物 質 (lignin 等 )の 範 囲 (b) 汚 染 xenobioticの 代 謝 経 路 と 代 謝 過 程 で 生 産 される 化 合 物 の 哺 乳 動 物 等 への 毒 性 (b) ( 環 境 影 響 評 価 免 除 ( 段 階 Ⅰ,Ⅱ 免 除 ) の 申 請 条 件 として) 挿 入 遺 伝 子 の 伝 達 能 を 不 活 化 し その 頻 度 を 宿 主 あたり 10-8 以 下 にすることが 示 されている(a) 暴 露 の 可 能 性 のある 水 生 及 び 陸 生 の 植 物 無 脊 椎 動 物 脊 椎 動 物 に 対 する 当 該 微 生 物 の 影 響 試 験 データ ヒトの 健 康 への 悪 影 響 に 関 わる 文 書 既 存 病 原 体 との 差 異 を 示 すLMOの 形 質 関 連 微 生 物 で 有 効 な 病 原 性 試 験 による データ GMOに 暴 露 したヒトに 悪 性 の 免 疫 反 応 を 起 こす 可 能 性 遺 伝 子 導 入 により 生 産 が 推 定 される 副 生 物 の 記 述 病 原 性 毒 素 生 産 性 抗 生 物 質 耐 性 ( 以 下 病 原 性 等 )が 遺 伝 子 伝 達 により 拡 散 するか?( 以 下 の 記 述 も 含 む;1ヒト 以 外 の 生 物 種 に 対 する 病 原 性 等 2 遺 伝 子 伝 達 能 3 病 原 性 等 の 拡 散 を 促 進 す る 条 件 の 特 定 や 導 入 環 境 暴 露 環 境 が その 条 件 を 持 ちうるか) GMOの 以 下 の 性 質 ;1 生 活 環 2 病 原 性 等 3 抗 生 物 質 耐 性 及 び 金 属 農 薬 耐 性 4 生 物 地 球 化 学 的 循 環 への 関 与 5 生 存 成 長 複 製 の 条 件 6 分 散 機 構 や 分 散 剤 との 相 互 作 用 暴 露 されうる 動 植 物 の 特 定 と(ヒト 以 外 の 種 に 対 して 病 原 性 等 がある 場 合 は)そ の 受 容 体 種 の 特 定 生 物 多 様 性 の 保 存 と 持 続 的 利 用 に 関 す る 環 境 への 悪 影 響 をおよぼす 可 能 性 GMOが 放 出 された 環 境 で 宿 主 よりも 競 合 優 位 性 が 高 まるか( 導 入 形 質 が 競 合 性 を 高 めるか?) GMOが 放 出 場 所 ( 植 物 )の 近 縁 微 生 物 との 相 互 作 用 が 知 られているか? 親 株 がヒトや 動 植 物 に 対 して 病 原 性 を 持 つか? GMOが 親 株 には 無 いヒトに 対 する 病 原 性 を 持 つか? GMOが 宿 主 には 存 在 しないアレルゲ ンや 毒 素 を 生 産 するか? GMOがヒトを 含 む 他 の 生 物 に 対 して 有 害 (deleterious)な 性 質 を 持 つ 物 質 を 生 産 するか( 直 接 的 または 間 接 的 ( 食 物 連 鎖 での 濃 縮 ))? 導 入 遺 伝 子 が 他 の 生 物 に 伝 達 される か?(その 場 合 1 伝 達 される 生 物 種 頻 度 伝 達 試 験 の 使 用 菌 種 と 選 抜 基 準 2 伝 達 機 構 3 伝 達 の 検 出 法 4 伝 達 による 悪 影 響 ( 生 存 数 増 加 や 環 境 リスク)) 病 原 菌 との 相 互 作 用 ( 遺 伝 子 伝 達 ) の 有 無?( 有 の 場 合 病 原 菌 の 所 在 分 布 と 想 定 される 影 響 ) 植 物 との 共 生 GMOの 相 互 作 用 (1 共 生 植 物 の 情 報 2GMOの 影 響 ( 一 二 次 )とそのモニタ- 法 3 宿 主 域 変 化 ) 4 植 物 の 分 布 や 存 在 量 変 化 5 植 物 を 摂 食 する 昆 虫 鳥 等 への 影 響 ) GM 菌 の 共 生 した 作 物 が ヒト 動 物 の 食 餌 としての 適 性 への 影 響 環 境 中 でGMOの 密 度 が 過 度 に 増 加 しな いか? 親 株 に 比 べて 競 合 優 位 性 が 高 ま らないか? 標 的 生 物 または 他 の 生 物 ( 競 争 者 餌 宿 主 共 生 体 等 )との 相 互 作 用? (b) 考 慮 すべき 潜 在 的 な 病 害 として;1アレ ルギ-や 毒 性 も 含 めたヒトに 対 する 疾 病 2 動 植 物 に 対 する 疾 病 3 疾 病 の 治 療 や (a) 予 防 手 段 を 無 効 にする 悪 影 響 等 ヒトや 動 植 物 の 健 康 に 関 して1GMO( 及 びその 生 産 物 )が 毒 性 またはアレルギを 起 こすか 2 核 酸 供 与 菌 や 親 株 に 比 べて 病 原 性 が 高 いか 3 定 着 性 は 4 免 疫 不 全 者 に 対 して 病 原 性 があるか?(その 場 合 病 名 と 発 症 機 構 投 与 量 宿 主 域 抗 生 剤 耐 性 等 ) (b) 遺 伝 物 質 が 他 生 物 に 自 然 伝 達 された 場 合 または 他 生 物 から 自 然 伝 達 された 場 (a) 合 に 起 こりうる 悪 影 響 を 考 慮 遺 伝 物 質 がGMOから 作 用 環 境 中 の 生 物 へ 伝 達 される 力 または 原 産 生 物 から (b) GMOへ 伝 達 される 力 GM 菌 が 遺 伝 子 改 変 による 活 性 が 働 くと の 想 定 で 他 の 生 物 と 相 互 作 用 を 起 こす 場 (a) 合 に 起 こりうる 悪 影 響 を 考 慮 GMOの 予 期 せぬ( 望 まれぬ) 性 質 が 選 択 (b) 的 に 発 現 する 可 能 性 GMO 放 出 で 悪 影 響 を 受 ける 非 標 的 生 物 (b) の 特 定 とその 作 用 機 構 (b) 生 物 地 球 化 学 的 過 程 への 関 与 GM 菌 は 健 康 なヒトや 動 植 物 に 疾 病 や 危 害 を 起 こすものであってはいけ ない 遺 伝 子 改 変 により 毒 素 生 産 性 が 向 上 してはならず またそれ 自 身 御 毒 素 生 産 性 があってはならない (Non-toxigenic) 遺 伝 子 改 変 の 結 果 アレルゲン 性 が 向 上 してはならず ま たそれ 自 身 アレルゲン 性 があっては ならない(Non-allerenic) GM 菌 は 外 来 の 有 害 物 を 持 っていて はいけない( 例 えば 活 性 型 であれ 潜 在 型 であれGM 菌 に 付 随 又 は 内 在 し てヒトの 健 康 や 環 境 に 危 害 を 与 える ような 他 の 微 生 物 等 ) 改 変 された 遺 伝 物 質 は 伝 達 された 時 に 危 害 を 与 えるものであってはい けない また 自 己 伝 達 性 (selftransmissible)であったり 受 容 菌 や 親 株 の 遺 伝 子 よりも 高 頻 度 で 伝 達 され るものであってはいけない 重 大 で 意 図 しない 環 境 放 出 が 起 こっ たとしても 環 境 に 対 する 悪 影 響 (adverse effects)を それが 直 接 的 で あれ 遅 延 的 であれ 起 こしてはいけ ない 挿 入 遺 伝 子 が 悪 影 響 を 及 ぼさ ない あるいは 新 奇 機 能 を 持 た ない 場 合 は 特 段 リスクを 考 慮 す る 必 要 はないとの 考 え 方 ( 同 様 に 環 境 中 に 挿 入 遺 伝 子 と 同 機 能 の 遺 伝 子 プールが 存 在 すると きも 水 平 伝 達 が 起 こりえても 問 題 ないとの 考 え 方 ) ( 出 典 ) (a) Microbial Products of Biotechnology;Final Regulation Under Toxic Substance Control Act(40CFR TOSCAPart ) (b) Points to consider in the preparation of TSCA Biotechnology Submissions for Microorganisms,1997 (a) Genetically modified Organisms (Contained Use) Regulations2000(Schedule 3) (b) Genetically modified Organisms (Deliberate Releaase) Regulations2002(Schedule 2) a,bの 情 報 を 併 記 Directive 2009/41/EC on Contained Use of GMM (Anex Ⅱ) GUIDANCE DOCUMENT ON HORIZONTAL GENE TRANSFER BETWEEN BACTERIA(OECD ENV/JM/MONO(2010) 40 (p22)) 環 境 影 響 評 価 で 用 いられている 基 準 や 要 求 事 項 を 主 要 国 の 法 規 則 等 から 検 索 し 日 本 の 第 一 種 使 用 環 境 影 響 評 価 実 施 要 領 (H15 年 告 示 第 二 号 別 表 第 三 )の5 区 分 に 従 い 記 載 した

137 資 料 4 各 国 の 環 境 影 響 評 価 の 基 準 2/2 日 本 の 環 境 影 響 評 価 項 目 米 国 カナダ 豪 州 英 国 EU OECD 4 項 の 補 足 情 報 ( 水 平 伝 達 に 関 する 評 価 基 準 や 要 求 事 項 の 解 説 ) 病 原 性 毒 素 生 産 抗 生 物 質 耐 性 に 関 する 遺 伝 子 情 報 には 関 与 する 遺 伝 子 の 数 ゲノム 上 の 位 置 ( 染 色 体 上 か それ 以 外 か) およびそれらの 連 鎖 関 係 (linkage)が 含 まれる 遺 伝 子 を 伝 達 する 能 力 に 関 する 情 報 には 染 色 体 外 遺 伝 子 因 子 (プラスミド 等 ) 染 色 体 に 組 み 込 まれたプラスミド や 転 移 因 子 および 溶 原 性 ファージの 存 在 及 び 性 質 を 含 む これらの 因 子 に ついて コピー 数 宿 主 域 不 和 合 性 グ ループ 接 合 能 及 び 転 移 能 力 サイズ 挿 入 位 置 の 特 異 性 形 質 導 入 の 可 能 性 転 移 の 可 能 性 およびもたらさられ る 形 質 の 変 化 等 を 記 載 また 伝 達 能 力 に 影 響 しうる 微 生 物 の 性 質 や 環 境 条 件 も 記 載 ( 例 えば 接 合 頻 度 を 低 下 させ る 遺 伝 子 の 存 在 接 合 伝 達 もしくは 形 質 導 入 の 受 容 菌 としての 性 質 等 ) リスク 評 価 にあたって 必 要 なGMO 情 報 として Invasiveness/infectivity( 環 境 への 拡 散 定 着 や 感 染 繁 殖 等 )と Capacity for harm(ヒトや 環 境 への 障 害 同 性 疾 病 等 )とともに 第 3 の 要 素 としてCapacity for gene transfer( 改 変 または 挿 入 遺 伝 子 が 性 的 または 水 平 伝 達 によりヒト 動 植 物 微 生 物 へ 伝 達 すること) が 挙 げられている(p29) 微 生 物 に 関 するHGTとして GM ワクチンから 和 合 性 ウィルスに 遺 伝 子 物 質 が 伝 達 され 病 原 性 が 高 まったり 宿 主 域 が 変 化 したウィル スができる 可 能 性 が 記 載 されてい るのみ(p37) 挿 入 位 置 が 他 の 生 物 に 伝 達 されることによる 影 響 に 加 えて 組 換 え 微 生 物 が 他 からの 水 平 伝 達 によって 病 原 性 や 優 位 性 を 獲 得 する 可 能 性 や 生 物 悪 的 封 じ 込 めが 無 効 化 される 可 能 性 を 考 慮 する 必 要 がある 水 平 伝 達 の 起 こる 頻 度 は 伝 達 性 のプラスミ ド 非 伝 達 性 のプラスミド 染 色 体 上 の 遺 伝 子 の 順 に 低 くなる やむを 得 ず 伝 達 性 のプラスミ ドを 用 いる 場 合 は リスク 評 価 と 適 切 な 管 理 に よる 正 当 化 が 必 要 自 然 環 境 下 で 水 平 伝 達 が 起 こる 頻 度 は 低 い しかし 低 頻 度 ながらどのような 遺 伝 子 で も 伝 達 される 可 能 性 があり(たとえ 死 細 胞 から 放 出 されたDNAの 受 動 的 な 伝 達 であっても)そ の 影 響 を 無 視 してはならない このため(リスク 評 価 にあたっては) 挿 入 遺 伝 子 のそのものの 性 質 挿 入 遺 伝 子 が 選 択 優 位 性 を 与 える 可 能 性 の 有 無 および 環 境 中 で 新 規 な 配 列 である か 豊 富 に 存 在 する 配 列 であるかを 重 点 的 に 考 慮 することが 必 要 環 境 中 に 挿 入 遺 伝 子 の 残 留 をもたらす 選 択 圧 が 存 在 するかどうかを 考 慮 することが 重 要 薬 剤 耐 性 のような 有 害 な 遺 伝 子 であっても その 環 境 に 自 然 に 存 在 するものであれば 伝 達 の 影 響 は 少 ないかも 知 れない 逆 に 新 規 性 の 高 い 配 列 については 伝 達 によって 起 こりうる 影 響 ( 例 えば 伝 達 によって 土 着 の 病 原 菌 に 優 位 性 を 与 えないか 等 )を 評 価 するべきである 遺 伝 子 組 み 和 え 微 生 物 の 環 境 中 での 生 残 性 を 考 慮 することが 重 要 生 存 期 間 が 長 いほど 水 平 伝 達 の 可 能 性 は 高 まる 遺 伝 子 伝 達 が 起 こることが 知 られている 生 物 については 以 下 の3 点 に 関 する 最 新 の 文 献 情 報 を 提 出 する 必 要 がある;1 宿 主 ま たは 親 株 がDNAを 伝 達 または 獲 得 する 能 力 2プラスミドとその 宿 主 域 ( 特 異 性 )の 有 無 3 抗 生 物 質 重 金 属 毒 素 等 に 対 する 耐 性 を 付 与 する 遺 伝 子 の 存 在 (とりわけトラ ンスポゾン プロファージ インテグロン 及 び 性 的 接 合 因 子 等 の 転 移 因 子 と 関 連 する 場 合 ) 考 慮 すべき 事 項 として 組 換 えDNAの 品 質 と 存 在 場 所 ( 染 色 体 上 かプラスミド 上?) 放 出 されうる 場 所 は 環 境 か( 動 物 の 腸 管 排 水 汚 泥 堆 肥?) 組 換 えDNAの 使 用 環 境 における 安 定 性 (phや 分 解 性 微 生 物 活 性 ) DNAの 受 け 手 としての 環 境 微 生 物 の 存 在 等 自 然 形 質 転 換 は 微 生 物 ( 特 に 細 菌 )が 生 息 するあらゆる 環 境 で 起 こりえる 自 然 形 質 転 換 の 発 生 確 率 は 環 境 条 件 に 左 右 されるた め 微 生 物 の 密 度 や 形 質 転 換 されうる 細 菌 の 存 在 を 考 慮 する 必 要 がある 環 境 中 の 各 微 生 物 群 への 伝 達 機 構 原 核 生 物 接 合 自 然 形 質 転 換 及 び 形 質 導 入 が 知 られた 遺 伝 子 伝 達 の 過 程 である 接 合 に 必 要 な 遺 伝 子 因 子 はプラスミド 染 色 体 両 方 に 存 在 する その 宿 主 範 囲 は 変 動 しや すく 組 換 え 遺 伝 子 の 環 境 への 拡 散 を 評 価 する 上 で 考 慮 しなければならない 接 合 はバ クテリアにおいて 高 頻 度 で 起 こっているの で プラスミドや 接 合 性 トランスポゾンを 保 持 するGMMは 徹 底 的 な 調 査 が 必 要 形 質 導 入 (ファージ 介 在 性 の 遺 伝 子 伝 達 )は 通 常 狭 い 宿 主 範 囲 で 起 こるので 当 該 GMMの 近 縁 種 について 考 慮 すればよい( 例 えばE.coliに 対 する 腸 内 細 菌 群 ) 自 然 形 質 転 換 が 起 こるに は コンヒ タント 細 胞 と ( 組 換 えの 場 合 は) 相 同 配 列 の 存 在 が 必 要 になる 等 真 核 生 物 糸 状 菌 原 生 生 物 微 小 藻 類 に おいては 交 配 (mating)が 通 常 の 遺 伝 子 伝 達 の 過 程 である 交 配 に 必 要 な 遺 伝 子 因 子 は 染 色 体 上 に 存 在 する 交 配 は 性 的 和 合 性 の 同 種 の 半 数 体 個 体 間 で 起 こり 細 胞 融 合 核 融 合 組 換 え 減 数 分 裂 胞 子 形 成 等 を 伴 う プラスミドや 他 の 核 外 遺 伝 因 子 は 交 配 の 過 程 で 伝 達 されうる 一 方 ある 種 の 糸 状 菌 は 細 胞 融 合 と 体 細 胞 分 裂 交 差 を 伴 う 疑 似 有 性 生 殖 (heterokarysis)により 遺 伝 子 物 質 の 伝 達 を 行 うことができる そのため GMMが 真 核 生 物 の 場 合 は 交 配 または 疑 似 有 性 生 殖 を 行 えるかどうか および 受 容 環 境 中 に 和 合 性 の 個 体 が 存 在 するかどうかを 明 らかにする 必 要 がある またGMMが 二 倍 体 ( 多 数 体 )の 場 合 は 胞 子 形 成 能 があるかど うかを 考 慮 する 必 要 がある ( 出 典 ) Guidance for the Notification and Testing of New Substances,2005 Risk Analysis Framework 2013 (Produced by; Office of the Gene Technology Regulator) The SACGM Compendium of Guidance(Part 2) Guidance of risk assessment of GM microrganisms and their products intended for Food and feed use(efsa2011) p13 p28-32 水 平 遺 伝 子 伝 達 ( 項 目 4) の 環 境 影 響 評 価 に 関 連 する 基 準 や 要 求 事 項 を 各 国 所 轄 省 庁 発 行 の 指 針 やガイダンス 等 から 検 索 し 補 足 情 報 として 記 載 した

138 第 Ⅱ 編 生 物 多 様 性 関 連 の 遺 伝 子 組 換 え 技 術 の 国 際 交 渉 等 に 係 る 対 応 ~ 合 成 生 物 学 の 動 向 調 査 並 びに 環 境 リス ク 評 価 管 理 フォーラム の 議 論 動 向 調 査 ~ 125

139 第 Ⅱ 編 生 物 多 様 性 関 連 の 遺 伝 子 組 換 え 技 術 の 国 際 交 渉 等 に 係 る 対 応 ~ 合 成 生 物 学 の 動 向 調 査 並 びに 環 境 リスク 評 価 管 理 フォーラム の 議 論 動 向 調 査 ~ 概 要 1. 背 景 経 緯 我 が 国 の 遺 伝 子 組 換 え 技 術 の 研 究 開 発 や 産 業 化 において 重 要 な 関 わりを 持 つ 環 境 リ スク 評 価 管 理 特 にその 評 価 方 法 を 規 定 する ガイダンス 文 書 の 作 成 についてカルタヘ ナ 議 定 書 締 約 国 会 議 (MOP) 等 で 議 論 されてきた 本 事 業 においても 専 門 家 や 産 業 界 と 連 携 して 調 査 分 析 を 行 ってきたが 次 の MOP7 の 場 でガイダンスの 承 認 の 是 非 や 新 トピック スの 推 薦 などが 議 論 されることが 決 まっている また 遺 伝 子 組 換 え 技 術 の 進 展 とともに 新 学 問 新 技 術 としての 合 成 生 物 学 が 発 展 して いるが 本 技 術 は 産 業 へのインパクトも 大 きく バイオセキュリティ 等 の 社 会 的 な 課 題 もある ことから 科 学 者 のみならず 社 会 科 学 者 や 行 政 機 関 からも 注 目 を 集 めている また 本 技 術 が 生 物 多 様 性 を 含 む 環 境 に 対 して 想 定 外 の 影 響 を 及 ぼす 可 能 性 が 考 慮 され 生 物 多 様 性 締 約 国 会 議 (COP)や MOP 等 の 国 際 交 渉 の 場 で 議 題 として 取 り 上 げられることが 予 想 されて いる 2. 調 査 研 究 の 目 的 と 課 題 以 上 の 状 況 において 合 成 生 物 学 に 基 づき 作 成 される 微 生 物 に 関 しての 法 規 制 の 有 無 や 今 後 のあり 方 に 関 わる 国 際 会 議 (COP 等 )の 場 で 我 が 国 の 考 えを 適 正 に 反 映 させるため 国 内 外 の 動 向 調 査 分 析 を 行 う 合 成 生 物 学 の 国 内 外 の 学 会 調 査 研 究 者 へのヒアリングによる 調 査 を 行 う 必 要 に 応 じて 専 門 家 のセミナー 等 も 開 催 する また 国 内 外 の 合 成 生 物 学 の 研 究 者 の 検 索 調 査 を 行 い 研 究 者 ( 研 究 室 )リストを 作 成 する 合 成 生 物 学 の 多 様 な 技 術 領 域 を 考 慮 した 上 で その 領 域 ごとで 今 後 検 討 すべき 課 題 を 抽 出 し 分 析 取 りまとめを 行 う MOP7 へ 向 けて ガイダンスに 関 する online forum が 継 続 して 実 施 されている その 議 論 動 向 の 把 握 に 努 め 我 が 国 の 対 処 方 針 等 につき 専 門 家 と 協 同 で 適 宜 適 切 に 意 見 表 明 を 行 う 126

140 3) 調 査 結 果 の 概 要 1. 合 成 生 物 学 の 研 究 開 発 動 向 の 調 査 研 究 1 合 成 生 物 学 の 最 近 の 研 究 動 向 ( 遺 伝 ネットワークのデザインや 人 工 細 胞 及 び 哺 乳 動 物 細 胞 を 用 いた 合 成 生 物 学 等 )について 国 内 外 の 学 会 参 加 や 研 究 室 訪 問 を 通 して 情 報 収 集 した また 企 業 側 からみた 合 成 生 物 学 への 期 待 と 課 題 についてレビューを 行 った( 報 告 書 項 ) 2 研 究 動 向 調 査 の 一 環 として 主 として 国 内 で 合 成 生 物 学 を 研 究 テーマに 掲 げている 研 究 者 ( 研 究 室 )に 関 する 情 報 について 調 査 分 析 を 行 いリストを 作 成 した また 合 成 生 物 学 に 関 する 国 内 外 の 主 な 学 会 等 の 情 報 (URL)を 収 集 した( 参 考 資 料 -3) 2. 合 成 生 物 学 の 社 会 的 影 響 に 関 する 調 査 研 究 合 成 生 物 学 の 社 会 的 な 影 響 ( 経 済 産 業 へのインパクト バイオセキュリティ 知 財 倫 理 問 題 )と 各 国 行 政 機 関 の 動 向 について 専 門 家 に 調 査 レビューを 依 頼 した 今 後 もこれらに 関 して 継 続 的 に 調 査 をする 必 要 がある( 報 告 書 -1.3 項 ) 3. 合 成 生 物 学 の 法 規 制 に 関 する 調 査 研 究 合 成 生 物 学 について 生 物 多 様 性 条 約 カルタヘナ 議 定 書 及 び 国 内 担 保 法 において 今 後 想 定 される 課 題 について 検 討 を 加 えた( 報 告 書 -1.4 項 ) 4. 合 成 生 物 学 の 今 後 検 討 すべき 課 題 に 関 する 議 論 合 成 生 物 学 に 関 する 今 後 の 国 際 交 渉 への 備 えとして 本 委 員 会 で 上 記 1~3 の 調 査 結 果 も 踏 まえた 上 で 合 成 生 物 学 の 抱 える 課 題 について 議 論 した( 委 員 会 3 回 開 催 ) 議 論 ポイ ントを 明 確 にするために 合 成 生 物 学 の 技 術 領 域 を 6 つに 分 け 其 々バイオセーフティ 法 規 制 バイオセキュリティ 等 の 各 側 面 につき 検 討 を 行 い 今 後 我 が 国 として 考 慮 すべき 課 題 を 整 理 してとりまとめを 行 った (( 報 告 書 -2.1 項 )) 5.リスク 評 価 オンラインフォーラム 等 を 通 じての 国 際 議 論 への 参 加 と 動 向 調 査 1 環 境 リスク 評 価 ガイダンスの 有 効 性 テスト 2ガイダンスとトレーニングマニュアルの 統 合 パッケージの 作 成 3 新 トピックスのガイダンス 作 成 の 進 め 方 の 検 討 についてのオンラ インフォーラム 議 論 (8 回 )に 参 加 し 動 向 把 握 と 適 宜 意 見 発 信 を 行 った 127

141 1. 合 成 生 物 学 環 境 リスク 評 価 管 理 フォーラム に 関 する 動 向 調 査 1.1. 本 調 査 研 究 の 目 的 課 題 及 び 経 緯 本 調 査 研 究 の 目 的 と 課 題 本 調 査 研 究 の 主 な 目 的 は 生 物 多 様 性 条 約 締 約 国 会 議 (COP)やカルタヘナ 議 定 書 締 約 国 会 議 (MOP) 等 の 国 際 交 渉 の 場 において 議 論 される 環 境 リスク 評 価 リスク 管 理 の 内 容 特 にガイダンス 文 書 に 関 する 最 新 の 国 際 議 論 動 向 を 把 握 し 技 術 的 専 門 的 評 価 や 産 業 へ の 影 響 等 につき 評 価 解 析 を 行 うことである 2012 年 に 開 催 された MOP6 では 遺 伝 子 組 換 え 生 物 の 環 境 へのリスク 評 価 及 びリスク 管 理 等 の 議 論 が 行 われ その 取 り 組 みの 進 捗 が 称 賛 (commend)されはしたが 具 体 的 なガイダンスの 承 認 (endorse)には 至 っておらず 継 続 的 な 議 論 が 行 われている また 従 来 の 遺 伝 子 組 換 え 技 術 とは 異 なる 新 技 術 ( 合 成 生 物 学 や 新 植 物 育 種 技 術 等 )が 急 速 に 発 展 し 産 業 への 応 用 展 開 が 進 められつつある 中 でその 取 扱 い につき COP や MOP 会 議 等 でも 議 論 が 始 まりつつある 今 後 安 全 性 と 実 施 可 能 性 が 確 保 された 適 切 な 合 意 に 至 るよう 海 外 における 状 況 も 踏 まえた 検 討 を 産 業 界 や 学 界 と 連 携 して 行 っておく 必 要 がある 以 上 の 状 況 に 対 応 するため 2014 年 度 開 催 予 定 の MOP7 等 において 議 題 となる 事 項 に 関 する 技 術 的 分 析 等 を 実 施 する 今 年 度 は 主 要 テーマとして 合 成 生 物 学 (Synthetic Biology) を 取 り 上 げる 合 成 生 物 学 は 新 しい 学 問 技 術 領 域 であるが 産 業 界 へのインパク トも 大 きく 我 が 国 が MOP 等 での 国 際 議 論 動 向 を 的 確 に 把 握 しかつ 意 見 表 明 を 行 うことは 重 要 である そこで 今 後 の 国 際 交 渉 で 適 切 に 対 応 できるよう その 研 究 開 発 動 向 ( 主 に 国 内 ) の 調 査 と 安 全 面 法 規 制 面 での 課 題 抽 出 を 実 施 することとした 合 わせて 環 境 リスク 評 価 リスク 管 理 に 関 しての 国 際 議 論 (オンラインフォーラム 等 )に 参 画 しその 議 論 動 向 に 関 する 調 査 分 析 を 行 う なおこれら 活 動 を 推 進 するため 合 成 生 物 学 の 専 門 家 を 含 めた 調 査 委 員 会 を 編 成 する(3 回 の 委 員 会 開 催 ) (1) 合 成 生 物 学 について 1 国 内 外 の 研 究 開 発 動 向 2 法 規 制 の 有 無 や 必 要 性 等 につい て 産 業 界 や 学 会 と 密 接 に 意 見 交 換 をしつつ 動 向 調 査 及 び 分 析 を 行 う 具 体 的 には 1は 学 会 調 査 研 究 室 訪 問 を 含 めて 合 成 生 物 学 の 動 向 調 査 を 行 う 必 要 に 応 じて 専 門 家 のセミ ナーを 開 催 する また 国 内 外 の 主 な 研 究 室 研 究 者 の 調 査 リスト 作 成 も 実 施 する 2につい ては カルタヘナ 議 定 書 お 酔 いその 濃 く 合 い 法 国 内 法 との 関 係 性 を 中 心 に 議 論 と 今 後 検 討 すべき 課 題 の 整 理 を 行 うものとする 128

142 (2) 環 境 リスク 評 価 リスク 管 理 オンラインフォーラム 等 の 議 論 に 参 画 し 最 新 情 報 を 継 続 的 に 収 集 論 点 整 理 を 行 い 経 産 省 等 関 係 部 署 に 情 報 提 供 助 言 を 行 う このことにより2014 年 開 催 予 定 のカルタヘナ 議 定 書 第 7 回 締 約 国 会 議 (MOP7) 等 の 国 際 交 渉 において 我 が 国 の 考 えを 適 切 に 反 映 させることを 目 指 す 具 体 的 には オンラインフォーラムでは3つのテーマ (1 実 際 の 場 でのリスク 評 価 でのガイダンスの 有 効 性 をテストする 2ガイダンスと 別 途 作 成 された 訓 練 マニュアルの 整 合 性 のとれたパッケージ 作 成 3 新 トピックスのガイダンスの 作 成 プロセスの 検 討 )の 議 論 に 参 画 する 背 景 経 緯 (1) 新 しい 学 問 技 術 分 野 としての 合 成 生 物 学 -COP 会 議 での 取 り 扱 い 経 緯 - 合 成 生 物 学 (Synthetic Biology)は 遺 伝 子 の 本 体 であるゲノムやタンパク 質 等 の 生 体 成 分 を 新 規 に 設 計 したり 組 み 合 わせることで 生 命 生 物 の 本 質 的 な 理 解 を 目 指 した 新 しい 学 問 領 域 である また 既 存 の 生 物 学 化 学 工 学 等 の 技 術 が 融 合 することで 有 用 物 質 の 革 新 的 生 産 システムの 構 築 につながることが 期 待 され 産 業 応 用 の 分 野 からも 注 目 を 集 めて いる 一 方 で 意 図 的 ないし 意 図 しない 破 壊 的 行 為 につながる 可 能 性 のある 利 用 (デュアルユ ース)によって ヒトや 環 境 に 重 篤 な 影 響 を 与 えるおそれがあり また 生 命 を 創 るという 観 点 から 生 命 倫 理 の 問 題 も 指 摘 されるなど 社 会 的 影 響 が 大 きい 技 術 分 野 と 考 えられている さて 合 成 生 物 学 が CBD 国 際 交 渉 の 場 に 最 初 に 登 場 するのは 生 物 多 様 性 条 約 (CBD) 第 11 回 締 約 国 会 議 (COP11)である 生 物 多 様 性 に 関 わる 新 しい 課 題 として 合 成 生 物 学 に 関 して 以 下 の 事 項 が 決 定 された 1 *********************************************** 3. 締 約 国 会 議 は 予 防 的 措 置 の 原 則 に 則 り 合 成 生 物 学 の 技 術 に 由 来 する 生 物 や 生 産 品 の 生 物 の 多 様 性 の 保 全 及 び 持 続 可 能 な 利 用 に 対 する 正 負 の 影 響 を 考 慮 する 必 要 性 を 認 識 したうえで 事 務 局 に 対 して 資 源 の 利 用 性 に 関 する 以 下 の 事 項 を 要 請 する; 1 XI/11) 129

143 (a) 締 約 国 政 府 関 連 国 際 組 織 地 域 コミュニティー 及 び 他 の 利 害 関 係 者 に 対 して 決 議 Ⅸ/29(11,12 段 )に 従 って 生 物 多 様 性 の 保 全 及 び 持 続 可 能 な 利 用 に 対 して 影 響 のある 合 成 生 物 学 に 由 来 する 構 成 物 や 生 物 及 びその 生 産 物 に 関 する 追 加 的 な 情 報 を 提 供 することを 促 すこと (b) 入 手 可 能 な 関 連 情 報 を 編 集 統 合 すること (c) 生 物 多 様 性 条 約 や 議 定 書 の 条 文 や 合 成 生 物 学 に 由 来 する 構 成 物 や 生 物 及 びその 生 産 物 に 関 する 他 の 協 定 とのギャップとオーバーラップについて 検 討 すること (d) 上 記 の 統 合 情 報 を 決 議 Ⅸ/29(12 段 )で 設 定 された 基 準 をいかにしてこの 課 題 に 適 用 するかを 含 めて ピアレビューに 供 し さらにその 後 の COP12 前 の SBSTTA 2 会 議 で の 検 討 ができるようにすること 4. 合 成 された 生 命 細 胞 ゲノムに 関 わる 技 術 の 発 展 とそれらの 生 物 多 様 性 の 保 全 及 び 持 続 可 能 な 利 用 に 対 する 影 響 の 科 学 的 曖 昧 さを 考 慮 して 締 約 国 に 対 して 予 防 的 措 置 をと ることを 要 請 し 他 の 政 府 機 関 に 対 しては 同 じ 措 置 を 促 すものとする( 以 下 略 ) 以 上 の 決 議 を 受 けて 事 務 局 により 合 成 生 物 学 に 関 する 2 つのドラフト 文 書 が 作 成 され ピ アレビュー 用 に 公 開 されている 3 また 各 国 の 政 府 機 関 や 非 営 利 組 織 から 本 文 書 に 対 して 多 くの 意 見 が 出 されている そして 2014 年 6 月 開 催 予 定 の SBSTTA 第 17 回 会 議 にて 合 成 生 物 学 についての 議 論 を 今 後 いかに 進 めるかについて 議 論 される 予 定 となっている(なお 上 記 の 事 務 局 文 書 の 翻 訳 を 参 考 資 料 -1として 収 載 している) 4 (2) リスク 評 価 とリスク 管 理 ガイダンスに 関 する 決 議 とその 後 の 経 緯 カルタヘナ 議 定 書 第 4 回 締 約 国 会 議 (2008 年 5 月 ドイツ ボン 市 )で 実 用 的 にリスク 評 価 を 行 う 手 引 書 能 力 開 発 の 参 考 書 としてのリスク 評 価 ガイダンスを 専 門 家 グループ( 以 下 AHTEG 5 と 略 記 ) 及 びオンラインフォーラム(discussion)で 検 討 作 成 することが 決 議 された 次 いで MOP5(2010 年 10 月 日 本 名 古 屋 市 )で AHTEG からガイダンス(ロードマップと 新 特 定 LMO のリスク 評 価 を 含 む)が 提 案 された ガイダンスは welcome( 歓 迎 )されたが MOP6 に 向 けてガイダンスの 改 定 のために AHTEG オンラインフォーラムの 延 長 が 決 議 さ 2 Subsidiary Body on Scientific, Technical and Technological Advice( 科 学 及 び 技 術 上 助 言 に 関 する 補 助 機 関 ) 経 緯 の 詳 細 については H24 年 度 経 産 省 の 委 託 事 業 バイオインダストリ- 安 全 対 策 事 業 (1.1.2 項 )を 参 照. 5 暫 定 技 術 専 門 家 グループ AHTEG(Ad Hoc Technical Expert Group)AHTEG の 委 員 は 地 域 専 門 家 ジェ ンダーのバランスを 考 慮 して 均 等 配 分 する 地 域 :アフリカ アジア ラテンアメリカ 西 欧 東 欧 130

144 れ 改 訂 作 業 が 実 施 された さらに MOP6(2013 年 10 月 インド ハイデラバード 市 )において 改 定 版 ガイダンス( 案 ) が 示 された すなわち ⅰ)CBD 事 務 局 から 本 ガイダンスについて endorse する 新 たに AHTEG メンバーの 選 任 新 LMO トッピクスのガイダンスの 開 発 等 の 提 案 があった ⅱ)MOP6 での 議 論 でガイダンスに 関 し 以 下 の 合 意 が 得 られ 決 議 された (イ) ガイダンスに 関 する 進 展 を commend( 称 賛 )する ガイダンスは 規 制 的 でなく 締 約 国 はいかなる 義 務 も 負 わない 事 案 を 基 に 改 良 するためにテストを 行 う (ロ) ガイダンスとトレーニング マニュアルの 合 致 パッケージの 作 成 及 び 新 ト LMO ピックス のガイダンスの 開 発 の 検 討 プロセスをオンラインフォーラム AHTEG で 検 討 して 報 告 す る (ハ) オンラインフォーラムの 延 長 現 AHTEG を 終 了 して 新 AHTEG を 設 置 する 以 上 の 決 議 を 受 けて MOP6 後 上 記 3 テーマ(イ ロ ハ)についてオンラインフォーラム 及 び AHTEG メンバーによる 議 論 が 進 められることとなった

145 1.2. 合 成 生 物 学 の 研 究 開 発 動 向 の 調 査 研 究 合 成 生 物 学 の 国 内 外 の 最 新 研 究 動 向 1. 概 要 この 数 年 の 合 成 生 物 学 の 応 用 先 として 抗 マラリヤ 薬 前 駆 体 の 生 産 が 順 次 効 率 化 されて きていることや 7 病 原 体 を 攻 撃 するバクテリアの 開 発 8 哺 乳 類 個 体 内 で 働 く 培 養 細 胞 の 開 発 が 挙 げられる これらを 達 成 するために 合 成 生 物 学 は 部 品 を 組 み 合 わせて 数 理 モデ ルに 基 づきシステムを 構 築 する という 基 本 概 念 を 重 視 している このような 人 工 遺 伝 子 回 路 を 構 築 するためにまず 重 要 な 方 策 が パーツライブラリの 整 備 である バクテリアを 用 い た 合 成 生 物 学 では この 数 年 では 特 に メタゲノムから 有 用 な 遺 伝 子 発 現 制 御 系 を 探 索 す ることが 注 目 されている また ゲノム 編 集 技 術 で 用 いられるタンパク 質 を 活 用 した 遺 伝 子 発 現 制 御 も 盛 んに 用 いられている さらに 遺 伝 子 ネットワークのデザインにも 大 規 模 複 雑 化 を 目 指 し 複 数 細 胞 種 での 分 業 や 予 期 しない 動 作 を 軽 減 するための 方 策 が 用 いられる ようになってきた とはいえ モデルに 基 づくシミュレーションによる 人 工 遺 伝 子 回 路 を 持 つ 細 胞 の 挙 動 と デザインに 基 づき 作 成 されたプロトタイプ 人 工 遺 伝 子 回 路 を 持 つ 細 胞 の 挙 動 とが 若 干 異 なる 場 合 がほとんどであり ファインチューニングのプロセスが 必 要 となる また 人 工 遺 伝 子 回 路 は バクテリア 内 のみならず 哺 乳 類 細 胞 で 動 作 可 能 なように 各 種 パーツ の 開 発 も 進 んでいる さらには これまでのセントラルドグマで 用 いてきた4 種 類 のヌクレオ チドと20 種 類 のアミノ 酸 という 制 約 を 超 えた 合 成 生 物 学 も 進 展 してきた これらは 長 鎖 DNA 合 成 技 術 の 発 展 と 伴 い 人 工 遺 伝 子 回 路 作 成 に 対 するハードルを 劇 的 に 下 げること につながるだろう 2.パーツライブラリ 整 備 部 品 を 組 み 合 わせてシステムを 構 築 するという 基 本 概 念 に 合 成 生 物 学 は 基 づいている この 分 野 の 初 期 から Partsregistry という 電 子 工 学 においてトランジスタなどの 性 能 が 記 載 さ れたカタログブックと 部 品 を 供 給 するパーツショップとを 合 わせた 存 在 に 相 当 するライブラリ が 存 在 する しかしながら 複 雑 なシステムを 構 築 するためには そのライブラリのバラエテ ィや データベースの 記 載 の 正 確 さには 不 十 分 な 点 がある そのため 現 在 でもこの Partsregistry とは 独 立 に 合 成 生 物 学 研 究 に 有 用 なパーツの 開 発 が 多 くの 研 究 者 によって 続 けられている 本 章 では 特 にこの1,2 年 での 進 展 が 著 しい 遺 伝 子 の 機 能 が 発 現 する 最 初 のステップである RNA の 生 産 ( 転 写 )の 制 御 について 詳 述 する 転 写 制 御 以 外 にも 翻 訳 7 Paddon CJ, et al. (2013) High-level semi-synthetic production of the potent antimalarial artemisinin. Nature 496(7446): Gupta S, Bram EE, & Weiss R (2013) Genetically Programmable Pathogen Sense and Destroy. Acs Synth Biol. 132

146 制 御 を 行 う RNA や DNA を 加 工 するタンパク 質 9 も 人 工 遺 伝 子 回 路 のパーツとして 頻 用 され ている また 転 写 終 結 配 列 のカタログ 化 も 進 んでいる 10 大 腸 菌 が DNA からタンパク 質 を 生 産 する 際 に RNA ポリメラーゼという 酵 素 が DNA の ACTG からなる 塩 基 配 列 情 報 を 写 し 取 ることで RNA を 生 産 する 大 腸 菌 では この 酵 素 が DNA に 結 合 する 際 に シグマファクターというタンパク 質 群 の 中 の 一 つがかかわる そして それぞれのシグマファクターごとに どのような DNA 配 列 に 結 合 するかという 特 性 が 異 なっ ている 多 くの 実 験 で 共 通 して 使 用 されるシグマファクターについて 種 々のプロモーター 配 列 への 強 度 の 測 定 がさらに 進 んできた 11 また 野 生 型 の 大 腸 菌 は その 生 理 状 態 に 応 じて どのシグマファクターを 使 用 するかを 決 定 している 最 近 様 々な 生 物 のシグマファクターを 大 腸 菌 内 で 生 産 させ そのシグマファクターが 大 腸 菌 内 で 活 用 可 能 であるかを 調 べた 論 文 が Voigt のグループから 発 表 された 12 彼 らのグループは 同 様 に 転 写 を 阻 害 するリプレッ サー タンパク 質 を 様 々な 生 物 のゲノム 配 列 から 同 定 し これらのタンパク 質 が 結 合 する DNA 配 列 を 同 定 し さらにはそれぞれの 間 の 交 差 反 応 が 少 ない 組 み 合 わせを 同 定 すること で 大 腸 菌 内 の 転 写 制 御 に 活 用 可 能 であることを 示 している 13 このような 仕 事 は 天 然 のリ プレッサーを 改 変 することに 比 べて 14 人 工 遺 伝 子 回 路 の 構 築 において より 異 なる DNA 配 列 を 使 用 できることに 大 きなメリットがある 最 近 のゲノム 加 工 技 術 に 使 用 されるタンパク 質 群 である TAL タンパク 質 15 や CRISPER-Cas 系 16 も 人 工 的 な 大 腸 菌 転 写 制 御 に 使 用 されてい る とくに 後 者 については 制 御 対 象 となる DNA 配 列 を 変 更 した 際 にさらに 必 要 となる 改 変 9 Bonnet J, Subsoontorn P, & Endy D (2012) Rewritable digital data storage in live cells via engineered control of recombination directionality. Proc Natl Acad Sci U S A 109(23): Siuti P, Yazbek J, & Lu TK (2013) Synthetic circuits integrating logic and memory in living cells. Nat Biotechnol 31(5): Cambray G, Guimaraes JC, Mutalik VK, Lam C, Mai QA, Thimmaiah T, Carothers JM, Arkin AP, & Endy D (2013) Measurement and modeling of intrinsic transcription terminators. Nucleic Acids Res 41(9): Chen YJ, Liu P, Nielsen AA, Brophy JA, Clancy K, Peterson T, & Voigt CA (2013) Characterization of 582 natural and synthetic terminators and quantification of their design constraints. Nat Methods 10(7): Kosuri S, Goodman DB, Cambray G, Mutalik VK, Gao Y, Arkin AP, Endy D, & Church GM (2013) Composability of regulatory sequences controlling transcription and translation in Escherichia coli. Proc Natl Acad Sci U S A 110(34): Mutalik VK, et al. (2013) Quantitative estimation of activity and quality for collections of functional genetic elements. Nat Methods 10(4): Rhodius VA, et al. (2013) Design of orthogonal genetic switches based on a crosstalk map of sigmas, anti-sigmas, and promoters. Mol Syst Biol 9: Stanton BC, Nielsen AA, Tamsir A, Clancy K, Peterson T, & Voigt CA (2014) Genomic mining of prokaryotic repressors for orthogonal logic gates. Nat Chem Biol 10(2): Zhan J, Ding B, Ma R, Ma X, Su X, Zhao Y, Liu Z, Wu J, & Liu H (2010) Develop reusable and combinable designs for transcriptional logic gates. Mol Syst Biol 6: Politz MC, Copeland MF, & Pfleger BF (2013) Artificial repressors for controlling gene expression in bacteria. Chem Commun (Camb) 49(39): Qi LS, Larson MH, Gilbert LA, Doudna JA, Weissman JS, Arkin AP, & Lim WA (2013) Repurposing CRISPR as an RNA-guided platform for sequence-specific control of gene expression. Cell 152(5): Bikard D, Jiang W, Samai P, Hochschild A, Zhang F, & Marraffini LA (2013) Programmable repression and activation of bacterial gene expression using an engineered CRISPR-Cas system. Nucleic Acids Res 41(15):

147 の 手 間 が 小 さいことは 注 目 に 値 する RNA ポリメラーゼは 大 腸 菌 ゲノム 由 来 のもののみな らず ファージ 由 来 のものも 使 用 されており これらについても 野 生 型 と 変 異 体 の 併 用 による 回 路 構 築 がなされている 17 人 工 遺 伝 子 回 路 の 構 築 に 際 して 組 み 合 わされるパーツのライブラリを 整 備 する 際 には パーツを 並 べた 際 に 物 理 的 には 隣 接 部 位 に 配 置 されつつもネットワーク 上 では 連 結 してい ないパーツ 同 士 の 予 期 しない 相 互 作 用 を 減 らすデザインが 要 求 される その 逆 のケースとし て 有 名 なライブラリである BioBrick について タンパク 質 分 解 タグと DNA バーコードの 両 パーツを 連 結 した 際 に ライブラリのフォーマットによってパーツ 間 に 挿 入 される 配 列 と 両 パ ーツによって プロモーター 配 列 が 生 じてしまっていることが 報 告 された 18 この 指 摘 は 今 後 のライブラリデザインや 整 備 に 重 要 な 教 訓 となる 3. 遺 伝 子 ネットワークデザインの 深 化 合 成 生 物 学 の 黎 明 期 2000 年 にそれぞれ 発 表 された 2つのリプレッサーの 相 互 抑 制 に よる 双 安 定 性 発 揮 3つのリプレッサーが 順 々に 抑 制 する 遺 伝 子 発 現 の 振 動 という 基 本 的 なネットワークのデザインから 現 在 の 研 究 に 至 るまで 遺 伝 子 ネットワークのデザインは 他 分 野 での 知 見 を 取 り 込 みながら 深 化 を 続 けている 複 雑 な 遺 伝 子 回 路 を 構 築 する 際 に 電 子 回 路 の 複 雑 化 に 重 要 であるデジタルな 論 理 演 算 は 重 要 であり 合 成 生 物 学 では 論 理 演 算 回 路 や 素 子 の 構 築 が 進 められている 遺 伝 子 回 路 の 大 規 模 化 を 目 指 して 細 胞 内 での 論 理 回 路 の 多 層 化 19 やフィード フォワード ループ の 形 成 20 が 行 われてきた しかしながら 大 規 模 化 に 伴 い DNA の 鎖 長 が 長 くなってしまうと いう 問 題 が 生 じている 対 応 策 の 一 つとして モジュール 化 されたで 要 素 で 論 理 演 算 が 可 能 なプロモーターを 構 築 する 研 究 がおこなわれている 21 もう 一 つの 対 応 策 は 1 細 胞 当 たりの 人 工 遺 伝 子 回 路 の 規 模 を 小 さくする 一 方 人 工 的 な 細 胞 間 通 信 を 行 うことで 多 階 層 の 大 規 模 論 理 回 路 を 構 築 することである Shis DL & Bennett MR (2013) Library of synthetic transcriptional AND gates built with split T7 RNA polymerase mutants. Proc Natl Acad Sci U S A 110(13): Temme K, Hill R, Segall-Shapiro TH, Moser F, & Voigt CA (2012) Modular control of multiple pathways using engineered orthogonal T7 polymerases. Nucleic Acids Res 40(17): Yao AI, et al. (2013) Promoter element arising from the fusion of standard BioBrick parts. Acs Synth Biol 2(2): Moon TS, Lou C, Tamsir A, Stanton BC, & Voigt CA (2012) Genetic programs constructed from layered logic gates in single cells. Nature 491(7423): Basu S, Mehreja R, Thiberge S, Chen MT, & Weiss R (2004) Spatiotemporal control of gene expression with pulse-generating networks. Proc Natl Acad Sci U S A 101(17): Bleris L, Xie Z, Glass D, Adadey A, Sontag E, & Benenson Y (2011) Synthetic incoherent feedforward circuits show adaptation to the amount of their genetic template. Mol Syst Biol 7: Ayukawa S, et al. (2010) Construction of a genetic AND gate under a new standard for assembly of genetic parts. Bmc Genomics 11 Suppl 4:S16 22 Tamsir A, Tabor JJ, & Voigt CA (2011) Robust multicellular computing using genetically encoded NOR gates and chemical 'wires'. Nature 469(7329):

148 このように 電 子 回 路 と 同 様 に 多 くの 人 工 遺 伝 子 回 路 の 制 御 ネットワークはデジタルな 演 算 を 基 盤 としているが 近 年 生 体 高 分 子 の 得 意 とするアナログ 性 を 活 かした 回 路 を 用 い て 対 数 領 域 での 計 算 が 行 われている 23 この 回 路 はこれまでの 人 工 遺 伝 子 回 路 とも 接 続 可 能 であり 広 いダイナミックレンジのセンシングをより 少 ないパーツで 達 成 できることが 期 待 さ れている 人 工 遺 伝 子 回 路 を 組 み 込 まれた 大 腸 菌 内 で 生 じる 突 然 変 異 は 回 路 の 挙 動 を 変 化 させう るため 予 期 しない 変 異 を 減 らすデザインも 進 められている 例 えば 発 現 終 結 を 規 定 する 部 品 などで 同 一 配 列 の 繰 り 返 しを 避 けることによって DNA 組 換 えを 減 らすことや 24 同 時 に 発 現 する 発 現 制 御 タンパク 質 の 数 を 減 らすことが 提 案 されている 25 物 質 生 産 経 路 の 中 間 産 物 が 細 胞 に 対 して 毒 性 を 持 ってしまう 問 題 に 対 して 中 間 産 物 の 過 剰 な 蓄 積 を 防 ぐ 方 策 も 行 われている Keasling らのグループは 中 間 産 物 の 与 えるストレ スに 合 わせて 代 謝 酵 素 の 生 産 量 を 調 節 するために ストレス 誘 導 プロモーターによって 代 謝 酵 素 を 発 現 させる 動 的 な 制 御 を 行 った 遺 伝 子 ネットワークのプロトタイプ 構 築 後 の 調 整 合 成 生 物 学 における 人 工 遺 伝 子 回 路 の 構 築 においても 電 子 工 学 による 製 品 の 開 発 と 同 様 汎 用 部 品 を 組 み 合 わせた 回 路 のプロトタイプを 構 築 した 後 にチューンアップを 行 うこと が 重 要 である また 細 胞 内 に 共 存 する 多 種 多 数 の 因 子 の 影 響 によって 人 工 遺 伝 子 回 路 の 細 胞 内 での 実 際 の 挙 動 が 回 路 の 数 理 モデルの 挙 動 と 若 干 乖 離 することが 現 状 では 頻 繁 にあるということからも チューンアップは 重 要 である また 乖 離 を 減 らすためにモデリング に 新 たな 要 素 を 組 み 込 むことも 行 われている 恒 常 発 現 するプロモーターは 配 列 による 文 献 やデータベースに 記 された 通 りの mrna 生 産 量 をもたらすことが 多 い 一 方 リボソーム 結 合 配 列 は 周 辺 配 列 の 影 響 を 強 く 受 けてしまう ため 27 リボソーム 結 合 配 列 のみの 調 整 によるチューンアップは 難 しい 一 つの 対 応 策 として リボソーム 結 合 配 列 と 翻 訳 開 始 コドンの 間 の 短 い 配 列 の 繰 り 返 しの 数 によって 発 現 量 を 調 節 することが 行 われている 28 別 の 対 応 策 は プロモーター mrna 非 翻 訳 領 域 レポータ 23 Daniel R, Rubens JR, Sarpeshkar R, & Lu TK (2013) Synthetic analog computation in living cells. Nature 497(7451): Sleight SC, Bartley BA, Lieviant JA, & Sauro HM (2010) Designing and engineering evolutionary robust genetic circuits. J Biol Eng 4: Sleight SC & Sauro HM (2013) Visualization of evolutionary stability dynamics and competitive fitness of Escherichia coli engineered with randomized multigene circuits. Acs Synth Biol 2(9): Dahl RH, et al. (2013) Engineering dynamic pathway regulation using stress-response promoters. Nat Biotechnol 31(11): Kosuri S, Goodman DB, Cambray G, Mutalik VK, Gao Y, Arkin AP, Endy D, & Church GM (2013) Composability of regulatory sequences controlling transcription and translation in Escherichia coli. Proc Natl Acad Sci U S A 110(34): Egbert RG & Klavins E (2012) Fine-tuning gene networks using simple sequence repeats. Proc Natl Acad Sci U S A 109(42):

149 ータンパク 質 の 配 列 をセットとして 非 翻 訳 領 域 の 配 列 のみを 変 化 させた 場 合 のレポーター 活 性 の 変 化 をカタログ 化 することである 29 さらに 別 の 対 応 策 として 本 命 となるタンパク 質 コ ード 配 列 とそのリボソーム 結 合 配 列 上 流 に リーダーペプチドコード 配 列 を 付 加 することで 本 命 となるタンパク 量 のリボソーム 結 合 配 列 の 変 化 による 生 産 量 変 化 が 予 想 通 りになる 場 合 が 多 くなることが 示 された 30 転 写 因 子 やリボソーム 結 合 配 列 の 最 適 化 が 物 質 生 産 のた めの 人 工 遺 伝 子 回 路 の 構 築 に 重 要 であることはごく 最 近 の 論 文 でも 頻 繁 に 示 されている 31 生 体 内 の 反 応 の 非 線 形 性 が 遺 伝 子 回 路 の 挙 動 の 決 定 に 深 くかかわっていることが 知 ら れている この 非 線 形 性 を 変 化 させる 試 みとして 遺 伝 子 発 現 制 御 領 域 近 辺 に 結 合 するタン パク 質 の 結 合 配 列 と 同 じ 配 列 を 多 数 回 繰 り 返 して 別 の 部 位 に デコイ(おとり) として 配 置 することも 行 われている 32 人 工 遺 伝 子 回 路 はプラスミド 上 に 構 築 されることも 多 く その 場 合 細 胞 当 たりのプラスミ ド DNA コピー 数 が 人 工 遺 伝 子 回 路 の 性 能 に 大 きくかかわる プラスミドの 複 製 に 必 要 なタ ンパク 質 の 量 を 調 節 することで 性 能 をチューンアップできることが 近 年 報 告 された 33 人 工 遺 伝 子 回 路 の 細 胞 内 での 実 際 の 挙 動 と 数 理 モデルとの 挙 動 の 乖 離 を 減 らすために 数 理 モデルの 精 緻 化 も 必 要 である Del Vecchio らは 内 在 性 の RNA ポリメラーゼを 人 工 遺 伝 子 回 路 の 構 成 要 素 が 奪 い 合 うことで 人 工 遺 伝 子 回 路 からの 発 現 量 が 変 化 してしまう と いう 現 象 を 数 理 モデルに 取 り 込 むことで この 乖 離 を 減 らすことができることを 示 した 34 物 質 生 産 の 最 適 化 のために 配 列 にランダム 変 異 を 導 入 し 生 産 量 が 向 上 した 変 異 体 を 選 択 し さらに 次 ラウンドの 変 異 と 選 択 を 繰 り 返 す という 進 化 工 学 が 広 く 行 われてきている 近 年 の 進 化 工 学 で 物 質 生 産 量 が 低 い 間 は 大 胆 に 変 異 を 導 入 し 比 較 的 生 産 量 が 向 上 し た 変 異 体 を 見 出 したのちには 変 異 率 を 下 げて 進 化 工 学 を 進 める という 戦 略 が 行 われてい る Mutalik VK, et al. (2013) Quantitative estimation of activity and quality for collections of functional genetic elements. Nat Methods 10(4): Mutalik VK, et al. (2013) Precise and reliable gene expression via standard transcription and translation initiation elements. Nat Methods 10(4): Dietrich JA, Shis DL, Alikhani A, & Keasling JD (2013) Transcription factor-based screens and synthetic selections for microbial small-molecule biosynthesis. Acs Synth Biol 2(1): Nowroozi FF, Baidoo EE, Ermakov S, Redding-Johanson AM, Batth TS, Petzold CJ, & Keasling JD (2014) Metabolic pathway optimization using ribosome binding site variants and combinatorial gene assembly. Appl Microbiol Biotechnol 98(4): Lee TH & Maheshri N (2012) A regulatory role for repeated decoy transcription factor binding sites in target gene expression. Mol Syst Biol 8: Kittleson JT, Cheung S, & Anderson JC (2011) Rapid optimization of gene dosage in E. coli using DIAL strains. J Biol Eng 5: Jayanthi S, Nilgiriwala KS, & Del Vecchio D (2013) Retroactivity controls the temporal dynamics of gene transcription. Acs Synth Biol 2(8): Chou HH & Keasling JD (2013) Programming adaptive control to evolve increased metabolite production. Nat Commun 4:

150 5. 哺 乳 類 細 胞 を 活 用 した 合 成 生 物 学 哺 乳 類 細 胞 に 対 する 合 成 生 物 学 の 活 用 は バクテリア 内 の 人 工 遺 伝 子 回 路 の 研 究 の 進 展 と 同 様 な 発 現 制 御 タンパク 質 の 開 発 や 論 理 回 路 の 構 築 に 加 え 細 胞 内 の 局 在 の 制 御 な ども 行 われている また 人 工 遺 伝 子 回 路 を 組 み 込 んだ 細 胞 をビーズに 封 入 して 動 物 腹 腔 内 に 投 入 し 個 体 の 生 理 機 能 を 制 御 可 能 なことも 多 数 の 例 で 示 されてきている 工 学 的 に 活 用 可 能 な transgene の 発 現 調 節 系 を 開 発 してきた Fussenegger のグループは 各 所 で 開 発 されている 翻 訳 制 御 モチーフと 組 み 合 わせて 論 理 回 路 の 構 築 を 続 けている 36 また 他 のグループも ゲノム 操 作 にも 活 用 されている Zn フィンガーモチーフや TAL タンパ ク 質 を 転 写 活 性 化 モチーフや 抑 制 モチーフと 結 合 させることで 論 理 回 路 や 双 安 定 回 路 の 構 築 を 行 っている 37 多 数 のパーツを 集 積 する 手 法 として Weiss のグループは プロモータ ーを 持 つプラスミドやタンパク 質 コード 配 列 を 持 つプラスミドを Gateway 法 で 集 積 した 後 Gibson アセンブリによってさらに 集 積 して 11 個 の 転 写 単 位 を 保 持 する 64kb の DNA を 構 築 し この 機 能 を 確 認 している 38 タンパク 質 の 生 産 のみならず 局 在 化 も 哺 乳 細 胞 の 機 能 を 制 御 するために 重 要 である これまでもタンパク 質 の 二 量 体 化 を 操 作 する 薬 剤 として rapamycin が 用 いられてきたが これと 併 用 可 能 な 系 としてジベレリン 誘 導 体 とこれに 結 合 す るタンパク 質 が 活 用 され 2 種 の 薬 剤 を 用 いた 論 理 演 算 がデモンストレーションされている 39 また 細 胞 間 の 人 工 的 な 小 分 子 を 用 いた 通 信 系 として トリプトファンを 用 いた 系 が 報 告 され ている 40 さらに 個 体 内 の 状 況 に 応 じて 遺 伝 子 の 活 性 化 抑 制 を 行 うことを 目 指 して 種 々の 制 御 系 が 開 発 され 胆 汁 酸 に 反 応 するものも 報 告 されている 41 人 工 遺 伝 子 回 路 を 組 み 込 んだ 細 胞 を 活 用 することで 合 成 生 物 学 アプローチによって 個 体 の 生 理 機 能 を 制 御 できる 系 の 報 告 の 蓄 積 が 進 んでいる Fussenegger のグループは 人 工 遺 伝 子 回 路 を 持 つ 培 養 細 胞 をアルギン 酸 ビーズに 封 入 し これをモデル 動 物 の 腹 腔 内 に 配 置 することで 種 々のデモンストレーションを 行 っている 例 えば 承 認 済 みの 高 血 圧 薬 で ある guanabenz (Wytensin)が 人 工 遺 伝 子 回 路 を 活 性 化 して 生 理 機 能 を 持 つペプチド GLP-お よび leptin の2つを 融 合 したタンパク 質 を 分 泌 する 系 では それぞれの 機 能 により 高 血 圧 と 36 Auslander S, Auslander D, Muller M, Wieland M, & Fussenegger M (2012) Programmable single-cell mammalian biocomputers. Nature 487(7405): Lohmueller JJ, Armel TZ, & Silver PA (2012) A tunable zinc finger-based framework for Boolean logic computation in mammalian cells. Nucleic Acids Res 40(11): Gaber R, Lebar T, Majerle A, Ster B, Dobnikar A, Bencina M, & Jerala R (2014) Designable DNA-binding domains enable construction of logic circuits in mammalian cells. Nat Chem Biol 10(3): Guye P, Li Y, Wroblewska L, Duportet X, & Weiss R (2013) Rapid, modular and reliable construction of complex mammalian gene circuits. Nucleic Acids Res 41(16):e Miyamoto T, et al. (2012) Rapid and orthogonal logic gating with a gibberellin-induced dimerization system. Nat Chem Biol 8(5): Bacchus W, Lang M, El-Baba MD, Weber W, Stelling J, & Fussenegger M (2012) Synthetic two-way communication between mammalian cells. Nat Biotechnol 30(10): Rossger K, Charpin-El-Hamri G, & Fussenegger M (2014) Bile acid-controlled transgene expression in mammalian cells and mice. Metab Eng 21:

151 高 血 糖 の 症 状 を 緩 和 できることを 示 した 42 また ドーパミン 濃 度 に 応 じて 同 様 のタンパク 質 分 泌 を 行 うことで 種 々の 刺 激 に 応 じた 脳 活 動 の 結 果 として 生 理 機 能 を 操 作 するできること も 示 している 43 また 脂 質 濃 度 に 依 存 して 臨 床 承 認 されているペプチドホルモン pramlintide の 分 泌 を 行 うことで この 作 用 である 食 欲 減 退 がモデルマウスに 生 じることを 確 認 している 44 同 様 の 個 体 に 対 する 操 作 は 個 体 内 環 境 のセンシングによるものだけでなく 光 遺 伝 学 の 技 術 45 や 電 磁 波 による 局 所 的 な 加 熱 など 46 積 極 的 な 介 入 によっても 行 われてい る 6.セントラルドグマに 用 いる 核 酸 アミノ 酸 の 種 類 の 変 更 ほとんどすべての 生 物 は 4 種 類 の 核 酸 塩 基 と20 種 類 のアミノ 酸 を 使 用 する 遺 伝 暗 号 に よって リボソーム 上 でのタンパク 質 合 成 を 行 っている 2000 年 ごろから 研 究 が 再 び 盛 ん になった 遺 伝 暗 号 の 改 変 にも 近 年 新 たな 進 展 がみられている 新 たな 種 類 のアミノ 酸 を 導 入 された 遺 伝 暗 号 改 変 は 2000 年 ごろに 新 規 アミノアシル trna 合 成 酵 素 の 活 用 が 可 能 になり 47 近 年 では 動 物 個 体 での 遺 伝 暗 号 改 変 も 可 能 になっ ている 48 また 非 天 然 アミノ 酸 を 組 みこむ 遺 伝 暗 号 を 持 つバクテリアによって 生 産 された 成 長 ホルモンの 作 用 を 検 証 し 49 承 認 を 目 指 す 動 きもある 一 方 アミノ 酸 の 数 を 減 らす 単 純 化 遺 伝 暗 号 の 開 発 とタンパク 質 工 学 への 活 用 も 進 んでいる 50 核 酸 の 構 造 を 変 化 させた 分 子 を 活 用 した 進 化 分 子 工 学 も 進 展 している 平 尾 らの 研 究 グ 42 Ye H, Charpin-El Hamri G, Zwicky K, Christen M, Folcher M, & Fussenegger M (2013) Pharmaceutically controlled designer circuit for the treatment of the metabolic syndrome. Proceedings of the National Academy of Sciences 110(1): Rössger K, Charpin-El Hamri G, & Fussenegger M (2013) Reward-based hypertension control by a synthetic brain dopamine interface. Proceedings of the National Academy of Sciences. 44 Rossger K, Charpin-El-Hamri G, & Fussenegger M (2013) A closed-loop synthetic gene circuit for the treatment of diet-induced obesity in mice. Nat Commun 4: Wang X, Chen X, & Yang Y (2012) Spatiotemporal control of gene expression by a light-switchable transgene system. Nat Methods 9(3): Ye H, Daoud-El Baba M, Peng RW, & Fussenegger M (2011) A synthetic optogenetic transcription device enhances blood-glucose homeostasis in mice. Science 332(6037): Stanley SA, Gagner JE, Damanpour S, Yoshida M, Dordick JS, & Friedman JM (2012) Radio-wave heating of iron oxide nanoparticles can regulate plasma glucose in mice. Science 336(6081): Wang L, Brock A, Herberich B, & Schultz PG (2001) Expanding the genetic code of Escherichia coli. Science 292(5516): Kiga D, et al. (2002) An engineered Escherichia coli tyrosyl-trna synthetase for site-specific incorporation of an unnatural amino acid into proteins in eukaryotic translation and its application in a wheat germ cell-free system. Proc Natl Acad Sci U S A 99(15): Greiss S & Chin JW (2011) Expanding the genetic code of an animal. J Am Chem Soc 133(36): Bianco A, Townsley FM, Greiss S, Lang K, & Chin JW (2012) Expanding the genetic code of Drosophila melanogaster. Nat Chem Biol 8(9): Cho H, et al. (2011) Optimized clinical performance of growth hormone with an expanded genetic code. Proc Natl Acad Sci U S A 108(22): Kawahara-Kobayashi A, et al. (2012) Simplification of the genetic code: restricted diversity of genetically encoded amino acids. Nucleic Acids Res 40(20): Amikura K, Sakai Y, Asami S, & Kiga D (2013) Multiple Amino Acid-Excluded Genetic Codes for Protein Engineering Using Multiple Sets of trna Variants. Acs Synth Biol. 138

152 ループは 新 たなヌクレオチドの 開 発 により DNA に 使 用 する 塩 基 の 種 類 を 増 やした 進 化 分 子 工 学 により これまでよりも 結 合 能 力 が 向 上 したアプタマーを 得 ることに 成 功 している 51 また ポリメラーゼを 改 変 することにより ヌクレオチドの 糖 の 部 分 をデオキシリボースから 別 の 糖 へと 置 換 した 誘 導 体 をポリメラーゼの 基 質 とすることが 可 能 になった これらを 用 いた 進 化 工 学 によるアプタマーの 創 出 も 行 われている 52 7.おわりに これまでに 述 べたように 合 成 生 物 学 に 活 用 可 能 な 種 々の 部 品 の 開 発 と これらを 組 み 合 わせるデザイン 戦 略 が 進 展 している さらに 電 子 的 に 人 工 遺 伝 子 回 路 の DNA 配 列 をデ ザインし この 配 列 情 報 から 長 鎖 DNA を 合 成 する 研 究 もつづけられている Venter 研 究 所 による 化 学 合 成 DNA を 組 み 合 わせたゲノム DNA 調 製 に 続 き 53 酵 母 のゲノムを 化 学 合 成 由 来 の DNA で 置 換 するプロジェクトも 染 色 体 の 一 部 を 合 成 した 論 文 の 公 表 後 54 米 英 中 の 国 際 共 同 研 究 として 進 んでいる( 技 術 革 新 によるコストの 低 減 により これまでの30 年 間 でパーソナルコンピューターの 普 及 とプログラミング 環 境 の 進 展 によってコンピュータープログラムの 開 発 が 容 易 になったと 同 じように より 多 種 複 雑 な 人 工 遺 伝 子 回 路 の 開 発 が さらに 加 速 しながら 進 展 してゆくだろう また 大 規 模 な 人 工 遺 伝 子 回 路 の 構 築 には 数 理 モデルの 活 用 とコンピューター シミュレーションによる 予 測 がますます 重 要 となることも 間 違 いない その 端 緒 として マイコプラズマの 全 細 胞 シミュレーションが 注 目 されている 55 ただし 合 成 生 物 学 アプローチによる 成 果 の 産 業 化 には 多 くの 特 許 がかか わることが 想 定 される 動 画 圧 縮 技 術 MPEG がパテントプールによってより 普 及 したように 合 成 生 物 学 にも 知 財 面 での 進 展 が 望 まれる その 端 緒 として MPEG のパテントプール 管 理 団 体 が 遺 伝 子 診 断 のパテントプール 構 築 を 進 めている 動 きは 興 味 深 く 今 後 の 注 視 が 必 要 であろう さらに 全 ての 合 成 生 物 学 研 究 の 前 提 として 物 質 生 産 の 段 階 ですら 正 しく 社 会 とかかわることの 重 要 性 が 改 めて 指 摘 されていることを 忘 れてはならない Kimoto M, Yamashige R, Matsunaga K-i, Yokoyama S, & Hirao I (2013) Generation of high-affinity DNA aptamers using an expanded genetic alphabet. Nat Biotech 31(5): Pinheiro VB, et al. (2012) Synthetic Genetic Polymers Capable of Heredity and Evolution. Science 336(6079): Gibson DG, et al. (2010) Creation of a bacterial cell controlled by a chemically synthesized genome. Science 329(5987): Dymond JS, et al. (2011) Synthetic chromosome arms function in yeast and generate phenotypic diversity by design. Nature 477(7365): Karr JR, Sanghvi JC, Macklin DN, Gutschow MV, Jacobs JM, Bolival B, Jr., Assad-Garcia N, Glass JI, & Covert MW (2012) A whole-cell computational model predicts phenotype from genotype. Cell 150(2): Hayden EC (2014) Synthetic-biology firms shift focus. Nature 505(7485):

153 人 工 細 胞 の 研 究 開 発 動 向 1.はじめに 生 命 の 最 小 単 位 である 細 胞 を 人 工 的 に 作 り 出 そうという 人 工 細 胞 Protocell の 研 究 が 急 速 に 進 んでいる 細 胞 が 持 つ 細 胞 膜 やタンパク 質 合 成 遺 伝 情 報 自 己 複 製 能 力 などを 人 工 的 に 再 現 し 生 命 に 近 づけていこうとする 研 究 である すでにいくつかの 要 素 技 術 が 構 築 されており 将 来 天 然 の 細 胞 と 同 じ 機 能 を 持 つ 人 工 細 胞 の 実 現 も 不 可 能 ではないと 考 え られている 本 稿 では 合 成 生 物 学 の 一 つの 領 域 である 人 工 細 胞 研 究 について これまでの 国 内 外 の 研 究 開 発 の 経 緯 も 踏 まえて 現 在 の 状 況 を 調 査 した 内 容 を 概 説 する 現 況 としてど の 程 度 まで 人 工 細 胞 の 構 築 が 可 能 となってきているのか またこれまで 得 られた 知 見 や 技 術 の 限 界 点 や 課 題 についても 考 察 したい 2. 何 故 人 工 細 胞 の 研 究 を 行 うのか? 研 究 の 意 義 は 大 きく2つあると 考 えられる まず 一 つ 目 は 生 物 生 命 への 深 い 理 解 が 得 られることである 従 来 の 生 物 学 が 生 体 を 観 察 分 析 することで 生 物 を 理 解 しようとする のに 対 して 人 工 細 胞 研 究 は 天 然 細 胞 に 近 いものを 再 現 することで 生 命 の 本 質 的 な 理 解 を 得 ようとするアプローチである このような 何 か もの を 作 ってみるという 工 学 的 な 方 法 を とることで 従 来 の 観 察 解 析 中 心 の 生 物 学 では 困 難 な 生 物 をより 深 いレベルで 理 解 する ことが 期 待 される これは 中 世 の 錬 金 術 が 近 代 化 学 の 礎 となったように 人 工 細 胞 研 究 が 将 来 の 生 物 学 の 主 流 となる 可 能 性 を 秘 めている もう 一 つの 意 義 は より 実 際 的 でバイオ 産 業 との 関 わりが 強 い 現 在 人 類 が 利 用 している 複 雑 な 構 造 の 化 合 物 ( 医 薬 化 成 品 他 )の 多 くは 未 だ 生 物 体 からしか 作 り 出 すことができ ない そのため 人 類 はその 生 物 を 育 種 や 遺 伝 子 改 変 等 手 を 加 えることによって 生 産 効 率 を 高 める 努 力 をしている しかし 天 然 の 生 物 はその 進 化 の 過 程 で 細 胞 内 の 遺 伝 子 情 報 や 代 謝 ネットワークが 高 度 に 複 雑 化 しており 思 い 通 りの 改 良 が 困 難 なことが 多 く また 予 期 しな い 遺 伝 子 変 化 を 起 こすリスクがあると 考 えられる これに 対 して 人 工 細 胞 は 基 本 的 に 既 知 の 成 分 だけで 構 成 された 単 純 な 構 造 を 持 つため 代 謝 の 制 御 や 遺 伝 的 改 変 が 容 易 に 行 うこ とができると 期 待 される 将 来 この 技 術 がより 進 化 し 洗 練 されれば 生 物 の 有 用 な 点 だけを 切 り 取 ってこの 厳 密 にコントロールされた 人 工 細 胞 に 組 み 込 むことで これまで 製 造 困 難 な 化 合 物 を 生 産 することができるようになるかもしれない 140

154 3. 人 工 細 胞 に 求 められる 性 質 - 細 胞 であるための3つの 要 件 - ショスタックらは 2001 年 に 細 胞 として 最 低 限 備 えていなければならない 要 件 として 境 界 情 報 触 媒 の 3 つを 提 唱 している 57 すなわち まず 外 部 から 細 胞 内 部 を 守 る 入 れ 物 としての 細 胞 膜 ( 境 界 )で 囲 まれていること 2つ 目 はその 内 側 にある 細 胞 の 性 質 を 規 定 する 遺 伝 子 ( 情 報 )を 持 つこと 3つ 目 は 細 胞 の 代 謝 活 動 を 担 う 酵 素 触 媒 反 応 系 である これら3 つの 要 素 が 統 合 されて 初 めて 増 殖 進 化 といった 一 個 の 細 胞 としての 基 本 的 活 動 を 維 持 できると 考 えられる( 図 1) なお ここで 酵 素 触 媒 反 応 系 を さらにタンパク 翻 訳 系 ( 遺 伝 子 タンパク)とエネルギー 獲 得 等 に 関 わる 合 成 分 解 酵 素 系 の2つの 機 能 に 分 けて 考 える 場 合 がある また 人 工 細 胞 の 発 展 系 として 細 胞 膜 に 細 菌 の 鞭 毛 タンパクを 発 現 させて 運 動 性 を 与 えた り 匂 いを 認 識 するタンパクを 発 現 させた 人 工 細 胞 センサー 等 より 生 物 らしさを 志 向 した 研 究 もある さらに 多 細 胞 性 の 臓 器 器 官 等 の 組 織 形 成 を 目 指 して 2 次 元 または 3 次 元 細 胞 組 織 の 構 築 を 行 う 研 究 も 活 発 である そこでは 組 織 形 成 の 基 盤 としての 細 胞 ( 間 )ファイ バー 設 計 や 異 種 細 胞 同 士 の 階 層 的 集 積 (プリンティング) 等 のナノ 技 術 の 開 発 58 が 進 められ ている また 動 物 のホルモン フェロモン 等 化 学 分 子 を 介 した 細 胞 間 情 報 伝 達 機 構 や 体 内 時 計 体 節 時 計 等 などの 動 的 で 複 雑 な 生 命 現 象 の 解 析 ( 同 定 )と 応 用 ( 制 御 再 構 築 )が 進 められている しかしこれらすべてを 網 羅 することは 筆 者 の 力 量 を 超 えるので 本 章 では 上 記 の 細 胞 であるための 要 件 (ショスタック3 要 素 ) に 絞 って 以 下 述 べることとする 57 J. Szostak.et al. Nature, 409, 387 (2001)

155 4. 人 工 細 胞 の 容 器 を 作 る 4.1. 膜 を 作 る 天 然 の 細 胞 はその 内 と 外 を 隔 てるための 区 画 として リン 脂 質 と 膜 タンパク 質 からなる 細 胞 膜 (cell membrane)を 持 っている リン 脂 質 は 親 水 性 の 頭 部 と 疎 水 性 の 尾 部 からなる 両 親 媒 性 分 子 であり 水 中 では 頭 部 を 外 側 に 向 けた2 分 子 膜 を 自 発 的 に 形 成 する( 図 2) このような 脂 質 二 重 膜 からなるリポソーム(liposome; 小 胞 )は 人 工 的 に 合 成 が 可 能 であり 現 在 では 実 験 用 だけでなく 医 薬 品 や 化 粧 品 のキャリヤ-とし 広 く 利 用 されている リポソー ムは 膜 タンパクを 持 たないこと 以 外 は 天 然 の 細 胞 膜 と 同 じであるので 人 工 細 胞 の 容 器 として 最 も 適 している 細 胞 活 動 を 担 う 酵 素 や 栄 養 源 を 含 んだ 溶 液 を 封 入 したリポゾームを 作 成 す るには 水 和 法 凍 結 細 胞 法 界 面 通 過 法 薄 膜 膨 潤 法 等 のいくつかの 方 法 が 開 発 されて いる 5960 人 工 細 胞 の 機 能 はそのリポソームのサイズや 内 封 液 量 に 大 きく 依 存 するため 人 工 細 胞 の 個 々の 目 的 にあう 作 成 条 件 が 検 討 されている 現 在 のところ 巨 大 分 子 の 封 入 効 率 が 高 く サイズの 大 きいリポソームが 作 りやすい 界 面 通 過 法 が 最 も 適 しているといわれる 細 胞 膜 を 測 る 細 胞 生 物 学 では 細 胞 の 形 態 や 特 性 を 計 る 技 術 としては 蛍 光 検 出 能 を 備 えた 顕 微 鏡 を 用 いるのが 定 法 である しかし 人 工 細 胞 研 究 では 多 数 の 細 胞 を 定 量 的 に 調 べる 必 要 があり 59 K.Nishimura et al.,langmuir,25, (2009) 60 菅 原 正, 化 学 2012 年 (67 巻 )2 月 号 61 S.Pautot et al.,langmuir, 19, 2870 (2003) 142