遺伝子組み換えバイオテクノロジーの木はアメリカの森林を救う鍵となるかもしれない

中国の遺伝子編集された赤ちゃんや絶滅から愚かなマンモスを救うという野心的なプロジェクトと比較すると、バイオテクノロジーの木はかなり厄介に聞こえるかもしれません。

しかし、森林の健康への脅威に対抗するために遺伝子組み換えの木を森林に放棄することは、バイオテクノロジーの新たなフロンティアです。分子生物学の技術が進歩したとしても、人間は、管理されていない環境に広がりそして持続することを意図した遺伝子組み換え植物をまだ発表していない。遺伝子組み換えまたは遺伝子編集されたバイオテクノロジーの木はまさにその可能性を提供します。

1つ明らかなことは、森林が直面している脅威は数多くあり、これらの生態系の健全性は悪化していることです。米国森林局による2012年の評価では、全国の森林の7％近くが2027年までに植生の少なくとも4分の1を失う危険性があると推定されています。ちょうど6年前に作られました。

2018年、米国のいくつかの連邦機関と米国林業コミュニティ寄付基金の要請により、国立科学技術アカデミーは、「森林の健康への脅威を軽減するためのバイオテクノロジーの潜在的な使用法を検討する」委員会を設立しました。私を含め、新興のバイオテクノロジーに焦点を当てた社会科学者である専門家は、「森林にバイオテクノロジーを導入することの生態学的、倫理的、そして社会的影響を特定し、知識のギャップに対処するための研究課題を開発する」と求められた。

私たちの委員は、大学、連邦機関、およびNGOから来ており、分子生物学、経済学、森林生態学、法律、樹木育種、倫理学、人口遺伝学、および社会学の分野を代表していました。森林の健康を改善するためにバイオテクノロジーを使用することの多くの側面と課題を考慮するために、これらの観点のすべてが重要でした。

アメリカの森の危機

気候変動は氷山の一角にすぎません。森林はより高い気温と干ばつそしてより多くの害虫に直面しています。物資や人々が地球の周りを移動するにつれて、さらに多くの昆虫や病原体が私たちの森林に侵入します。

森林の脅威の広がりを説明するために、4つのケーススタディに焦点を当てました。エメラルドアッシュボーラーはアジアからやって来て、5種類のアッシュツリーで重度の死亡を引き起こします。米国とカナダの標高の高いキーストーンであり根本的な種であるWhitebark pineは、在来のマウンテンパインビートルと導入された真菌の攻撃を受けています。アメリカ北部とカナダのホワイトバークパインの半分以上が死にました。

ポプラの木は、河川の生態系にとっても、林産物産業にとっても重要です。天然の真菌性病原体 Septoria musiva、 太平洋岸北西部の森林ではブラックコットンの天然の個体群を攻撃し、オンタリオ州では集約的に栽培されたハイブリッドポプラを攻撃し、西への移動を始めました。そして、悪名高い栗枯病、1800年代後半に誤ってアジアから北米へと導入された真菌は、何十億ものアメリカの栗の木を一掃しました。

バイオテクノロジーは救助に来ることができますか？すべきですか？

それは複雑です

害虫の発生を抑制するための害虫の遺伝子操作など、森林でのバイオテクノロジーの応用の可能性は数多くありますが、私たちは特に害虫や病原体に抵抗するバイオテクノロジーの木に注目しました。例えば、遺伝子工学を通じて、研究者は、樹木が昆虫や真菌に耐えたり、闘ったりするのに役立つ、類似または無関係の種からの遺伝子を挿入することができます。

遺伝子編集に対する話題と熱意がこれらの問題に対する迅速で、簡単でそして安価な解決策を保証するだろうと思うのは魅力的です。しかしバイオテクノロジーの木を作ることは容易ではないでしょう。木は大きくて長持ちします。つまり、導入された形質の耐久性と安定性をテストするための研究は高価で数十年以上かかるでしょう。我々はまた、ミバエやカラシナなどのラボのお気に入りと比較して、複雑で巨大な木のゲノムについてはほとんど知らない。 シロイヌナズナ.

さらに、樹木は時間をかけて生き残り、変化する環境に適応する必要があるため、それらの既存の遺伝的多様性を保存して任意の「新しい」樹木に組み込むことが不可欠です。進化の過程を通して、木の個体群はすでにさまざまな脅威に対して多くの重要な適応をしており、それらを失うことは悲惨なことになるかもしれません。ですから、最も空想的なバイオテクノロジーの木でさえ、長期的な生存を確実にするために、結局は思慮深くそして慎重な繁殖計画に頼るでしょう。これらの理由から、全米科学技術アカデミー委員会は、バイオテクノロジー研究だけでなく、樹木育種、森林生態学、および集団遺伝学への投資を増やすことを推奨しています。

監視の課題

委員会は、バイオテクノロジー製品の連邦監督をEPA、USDA、FDAなどの機関に分配する米国のバイオテクノロジー規制のための協調枠組みは、森林の健康を改善するためのバイオテクノロジーツリーの導入を検討する準備が十分に整っていないことを見出した。

最も明らかなことに、規制当局は遺伝物質の漏出を回避するためにバイオテクノロジー分野での試験中に花粉と種子の封じ込めを常に要求してきた。例えば、実地試験中にトランスジェニック花粉が景観を横切って飛ばないようにするために、バイオテクノロジー栗は花を咲かせることが許されなかった。しかし、バイオテクノロジーの木が、種子や花粉を介してそれらの新しい形質を広げ、景観全体に害虫抵抗性を導入することを目的としている場合、野生生殖の研究が必要になるでしょう。バイオテクノロジーツリーの規制が完全に緩和されるまで、これらは現在許可されていません。

現在の枠組みのもう一つの欠点は、いくつかのバイオテクノロジーの木は特別な見直しを全く必要としないかもしれないということです。例えばUSDAは、より大きな木材密度のために遺伝子組み換えされたロブロリーパインを検討するよう求められた。しかし、USDAの規制当局の権限は植物害虫リスクの監視に由来するため、そのバイオテクツリーに対する規制当局の権限はないと判断しました。遺伝子がCRISPRなどの新しいツールを使用して編集されている生物に関しても、同様の問題が残っています。

委員会は、米国の規制は森林の健康に関する包括的な検討を促進することに失敗していると指摘した。国家環境政策法が時々役立つが、いくつかのリスクと多くの潜在的な利益が評価される可能性は低い。これはバイオテクノロジーの木だけでなく、害虫や病原体に対抗するための他のツール、たとえば木の繁殖、農薬、および敷地管理の慣行にも当てはまります。

どのようにあなたは森林の価値を測りますか？

科学、工学、医学の全国アカデミー報告書は、木や森林が人間に価値を提供するさまざまな方法を検討するための「エコシステムサービス」の枠組みを示唆しています。これらは森林生産物の抽出からレクリエーションのための森林の使用、森林が提供する生態学的サービス（浄水、種の保護、そして炭素貯蔵）にまで及びます。

委員会はまた、森林を評価するいくつかの方法が生態系サービスの枠組みに適合しないことを認めた。例えば、森林が「本質的な価値」を持っていると見られるのであれば、人間がそれらを評価する方法やおそらくそれらを保護し尊重するという一種の道徳的義務を意味するのとは別に、それ自体が価値を持ちます。 「野生性」と「自然性」の問題も浮上しています。

野生の自然？

逆説的に、バイオテクノロジーの木は野生性を増減させる可能性があります。野生性が人間の介入の欠如に依存している場合、バイオテクノロジーの木は森の野生性を減らすでしょう。しかし、多分それはエコシステムに故意に導入された従来の方法で育てられた雑種の木もそうでしょう。

バイオテクノロジーの木の導入と重要な樹種の根絶のどちらが、野生性をさらに減らすのでしょうか。これらの質問に対する正しい答えも間違った答えもありませんが、「自然」を高めるためにテクノロジーを使用するという決定の複雑さを私たちに思い出させます。

この複雑さは、米国科学アカデミー・科学・医学研究報告書の重要な勧告を指し示しています。森林の評価方法、バイオテクノロジーのリスクと潜在的な利益の評価方法、そしてあらゆる潜在的問題に対する複雑な公的反応の理解に関する専門家、利害関係者、コミュニティ間の対話バイオテクノロジーを含むものを含む介入。これらのプロセスは、尊重、審議、透明、そして包括的である必要があります。

バイオテクノロジークリに関する2018年のステークホルダーワークショップのようなそのようなプロセスは、紛争を消滅させることも合意を保証することさえしないが、専門家の知識と公共の価値によって知らされる民主的な決定につながる洞察と理解を生み出す可能性がある。

この記事は、もともとJason A. DelborneによるThe Conversationに掲載されたものです。ここで元の記事を読んでください。