バイオテクノロジー:医療の変革から地球の変革へ

green bean sapling hold by tweezer in lab with color coded DNA
Beyond medical applications, biotechnology is the dark horse technology that will be key in addressing planetary challenges.Image: Getty Images/iStockphoto.
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  • バイオテクノロジーの影響は、命を救う治療法の開発にとどまらず、地球規模の重要な課題に取り組む革新をもたらすまでに広がっています。

  • さまざまなバイオテクノロジーが、日常生活において、しばしば目立たないものの、変革をもたらす貢献を果たしています。

  • 医療以外のバイオテクノロジーは、意味のある進展が不可欠な今、目立たないながらも強力なかたちで、SDGsの達成を積極的に後押ししています。

医療バイオテクノロジー(レッドバイオテック)は、健康と平均寿命の向上に大きな変革をもたらしてきました。しかし、生物学を技術として活用することは、医学における画期的な進歩だけに限られるものではありません。バイオテクノロジーは、国連の持続可能な開発目標(SDGs)の推進に大きな影響をもたらす形で応用されています。

専門家であれ非専門家であれ、バイオテクノロジーが生命を脅かす疾患に対する重要なブレークスルーをもたらしていることはよく知られています。一方で、さまざまなバイオテクノロジーは、現在の気候危機によってもたらされた最大級の課題に対し、革新的でハイテクな解決策を静かに打ち出し、注目を集めつつあります。画期的な医療技術と環境に配慮した産業的代替手段の基盤となる技術は同一ですが、後者は医療分野の技術の陰に隠れがちです。

ここでは、あまり知られていないバイオテクノロジーの形態を取り上げ、気候変動によって引き起こされ、社会が直面する最も差し迫った課題に対し、持続可能でスケールし得る代替手段をもたらす革新を紹介します。

循環型経済への移行

循環型経済の提唱者は、原材料の採取と加工は一般に、製品や素材を再利用や再製造によって循環させ続けることと比べて、エネルギー集約的であり環境への負荷も大きいと主張しています。同時に、世界のサプライチェーンは、気候変動と地政学的紛争により、ますます不安定になっています。循環型経済は、資源の課題、持続可能性の課題、そしてサプライチェーンの不安定性に対処する機会をもたらします。しかしながら、多くの一般的な廃棄物の流れは品質が低く、均質でないという性質があるため、経済的な採算性を実現することは困難な場合があります。

バイオテクノロジーの別の分野である、ホワイトバイオテック(「産業バイオテクノロジー」とも呼ばれる)は、産業プロセスにおける持続可能な代替手段に焦点を当てています。このアプローチは、廃棄物の流れを処理し、アップサイクルするための環境に優しい方法を提供します。例えば「バイオリーチング」は、微生物を用いて鉱石や電子廃棄物から金属を抽出するプロセスであり、それによって有害な物質を環境から取り除くことができます。

経済的な採算性という課題に対処するため、精密エンジニアリングや高スループットスクリーニングのツールを活用し、微生物を用いたプロセスが、さまざまな環境においても一貫性があり、信頼性が高く、頑健であることを確保しています。電子廃棄物の微生物処理の商業化は、さまざまな段階にある企業がいくつも存在しますしかし、その中核技術は、低品位鉱石から銅やその他の金属を生産するためにすでに規模が拡大されています。ここで示した例と同様に、ホワイトバイオテックの革新は、SDG12:責任ある消費と生産の推進において極めて重要な役割を果たすことが期待されています。

化石燃料投入の段階的廃止

化石燃料は、暖房や輸送から私たちが使用する製品に至るまで、日々の生活の動力を担う中心的な役割を果たしており、化粧品、家電製品、その他の一般的な商業製品の製造における原料としても使われています。しかし、化石燃料投入物の燃焼は、世界の気候変動の単一最大の要因であることも認識されており、温室効果ガス(GHG)排出量のほぼ80%を占めています。少なくとも残存する化石燃料の60~90%を保全することが、壊滅的で不可逆的な地球温暖化を防ぐために必要です。気候危機への否定しがたい寄与を考えると、すべての分野が化石燃料投入物への依存を減らし、世界が再生可能エネルギーと燃料への移行を可能にする代替の商業プロセスを採用することが不可欠です。

バイオテクノロジーを、世界の主要な商業化技術として取り入れることは、産業が化石燃料投入物から脱却し、SDGsの進展を実現することを可能にする、環境に配慮した代替手段となります。モビリティは、バイオテクノロジーがすでに持続可能な商業的代替手段を静かにもたらしている分野の一つです。ホワイトバイオテックのもう一つの例として、バイオエタノールは精密発酵によって、主に農業副産物を活用して生産されています。さらに、エンジンを改造することなく、従来の燃料に最大10%まで混合することができます。2023年だけで800億ドルを超える市場規模が見込まれており、バイオエタノールは、SDG7:手頃でクリーンなエネルギーとSDG13:気候変動対策の両方を推進するリーディング的存在となっている、医療以外のバイオテクノロジーの代替的な形態です。

気候変動下における食料安全保障の確保

深刻化する気候危機は、拡大し続ける世界人口を養う能力にも影響を及ぼしています。2022年には、アフリカの角地域が観測史上最も深刻な干ばつに見舞われました。その結果、作物が失われ、極度の飢餓が生じ、130万人が同地域から移住し、農地を放棄しました。気候変動に起因する災害とともに、従来の農業慣行も世界の排出量に大きく寄与しており、肥料の製造と過剰使用によって有害な化学物質や温室効果ガスが環境中に放出されています。

あまり広く認識されてはいませんが、農業バイオテクノロジー(グリーンバイオテック)は、これらの課題に対処するためのツールを私たちにもたらしています。具体的には、ケニアの作物に害虫抵抗性形質を導入したことで、この地域の栽培者は、極度の干ばつの最中にも壊滅的な作物の不作を回避でき、通常の殺虫剤の4分の1しか使用せずに済みました。一方で、グリーンバイオテックは、伝統的に化石燃料投入物に依存してきた工業的に製造される従来型肥料に代わる手段も提供しています。

上記のいずれの例においても、精密なゲノム編集ツールは、収量を高める自然が備える活動を強化するために活用されています。後者については、こうしたツールを用いて、微生物が空気中から窒素を取り込み、工業的に製造された肥料と分子レベルで区別がつかない肥料へと変換する自然の能力を高めています(後者は世界の年間温室効果ガス排出量のおよそ1%を占めています)。これらの例やその他の急速に進化している農業の革新により、グリーンバイオテックはSDG2:飢餓をゼロにするの推進にとって極めて重要です。

バイオテクノロジーの力を活用する

上記の例は、バイオテクノロジーが持続可能な開発目標を前進させている、あまり認識されていない多くの方法のほんの一部にすぎません。多くの潜在的な解決策が見えつつある中、真に持続可能で商業的なバイオエコノミーの可能性を十分に実現するためには、主要な技術的・制度的障壁を克服することが極めて重要です。世界経済フォーラムのバイオエコノミー・イニシアティブは、まさにそれを目指しています。すなわち、バイオエコノミーを商業的な主流へと前進させ、拡張可能で持続可能な代替手段を提供し、地理的、分野横断的、社会的な障壁を越えた協働を促進することで、世界の状況を改善することです。

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