多くの熱帯諸国、特にサハラ以南アフリカでは、キャッサバは最も重要な主食の一つである。人々はでんぷん質の貯蔵根を食べるほか、葉も野菜として食べる。いずれも、キャッサバが産生する有毒なシアン化合物を取り除くため、まず加熱調理する必要がある。
ただし、根はカロリーは豊富であるものの、一般にビタミンはわずかしか含まれていないという欠点がある。特にビタミンB6の含有量は少なく、キャッサバを主食とする人がこの必須ビタミンを十分に摂取するには、毎日約1.3kgの根を食べる必要があるだろう。
アフリカにおける深刻な欠乏
ビタミンB6欠乏症は、人々の食生活においてキャッサバがしばしば唯一の主食となっているアフリカのいくつかの地域で広く見られる。心血管系および神経系の疾患、ならびに が、ビタミンB6欠乏症と関連している。
そのためETH Zurichとジュネーブ大学の植物科学者らは、キャッサバの根と葉におけるビタミンB6の産生を高める方法の発見に取り組んでいる。これにより、主にキャッサバを摂取する人々のビタミンB6欠乏症を防げる可能性がある。
遺伝子組み換え系統はより多くのB6を産生
その取り組みは成功している。Nature Biotechnologyの最新号で、科学者らは、このビタミンを数倍の量で産生する新たな遺伝子組み換えキャッサバ品種を発表している。
「改良品種を用いれば、ゆでた根500グラムまたは葉50グラムを1日摂取するだけで、1日のビタミンB6必要量を満たせる」と、ETH Zurichの植物バイオテクノロジー教授ウィルヘルム・グリュイッセム氏は述べている。この新しい遺伝子組み換えキャッサバ品種の基盤は、ジュネーブ大学のテレサ・フィッツパトリック教授によって開発された。同教授は、モデル植物であるシロイヌナズナ（Arabidopsis thaliana）においてビタミンB6の生合成を発見した。このビタミンの合成には、PDX1とPDX2という2つの酵素が関与している。研究者らは、これらの酵素に対応する遺伝子をキャッサバのゲノムに導入し、ビタミンB6含有量が高まったキャッサバ系統を複数作出した。
圃場条件下でも安定
遺伝子組み換えキャッサバにおけるビタミンの産生増加が、収量に影響を与えることなく安定しているかを確認するため、植物科学者らは数年にわたり温室および圃場試験を実施した。「遺伝子組み換えキャッサバが、さまざまな条件下でも一貫して高いビタミンB6含有量を示すことを確認することが重要だった」と、グリュイッセム氏は述べている。
代謝物の測定により、キャッサバ系統は根と葉の両方で、通常のキャッサバの数倍ものビタミンB6を産生していることが確認された。研究者らはまた、温室で栽培されたか圃場で栽培されたかにかかわらず、この産生増加は導入された遺伝子の活性によるものだとしている。ビタミンB6が増加する形質は、栄養繁殖によりキャッサバを2回増殖させた後も安定して維持された。
以前、研究者らはアフリカ産の数百種のキャッサバ品種について天然のビタミンB6含有量を分析していたが、遺伝子組み換え品種ほど高い含有量を示したものはなかった。
遺伝子組み換え品種由来のビタミンB6は生体利用性がある。すなわち、人体はそれをよく吸収し、利用できる。これはユトレヒト大学の研究チームによって確認された。
利用しやすい技術
「われわれの戦略により、シロイヌナズナの遺伝子を用いて重要な食用作物のビタミンB6含有量を高めることは、圃場条件下でも安定していることが示された。開発途上国の研究室がこの技術を容易に利用できるようにすることも、同様に重要である」と、ETH Zurichでキャッサバ研究プログラムを率い、最近リエージュ大学の植物遺伝学教授に就任したHervé Vanderschuren氏は述べている。
ビタミンB6を強化したキャッサバがいつ、どのようにして農家や消費者に届くかは、依然として不明である。新たな形質は、伝統的な植物育種により農家に好まれる品種に交配されるか、遺伝子工学により選抜された品種に導入される見込みである。
Vanderschuren氏は、これがアフリカの研究室で実施されることを望んでいる。同氏はこれまでに現地の科学者を指導し、アフリカの研究室で作物の遺伝子組み換えを行うためのプラットフォームを構築するワークショップを企画してきた。「これらのプラットフォームが、この技術を農家や消費者に広める助けになることを期待している」。
遺伝子構築物と技術は、関心のあるすべての関係者が自由に利用できるべきであるとして、ビタミンB6を増加させる方法については特許を取得していない。
流通と法制度の課題
しかし、大きな障壁の一つは、新品種の流通と利用である。「少なくとも2つの障害がある。開発途上国における遺伝子組み換え作物の法制度と、すべての農家が技術を利用できるようにするためのキャッサバ種子供給システムの実装だ」と、Vanderschuren氏は述べている。
同氏は現在、ツォリコーフェンにあるSchool of Agricultural, Forest and Food Sciences (HAFL)と連携し、インドでのプロジェクトを指導している。このプロジェクトにより、インドにおけるキャッサバの持続可能な種子供給システム開発のためのガイドラインが策定されることを期待している。「アフリカでの当方の取り組みも、このプロジェクトから恩恵を受けるだろう」と同氏は主張している。
各国の個別組織や、FAOおよびその他のNGOは、現在、アフリカでのキャッサバの茎挿し穂の普及を進めている。しかし、健全な植物材料の流通のため、より良く効率的な体制が緊急に必要だと同研究者は述べている。
法制度面では、遺伝子組み換えキャッサバ（およびその他の作物）の栽培は、まだすべての地域で規制されているわけではない。ウガンダ、ケニア、ナイジェリアなど多くのアフリカ諸国では、政府が遺伝子組み換え植物の圃場試験に関する法律をすでに制定している。「改良品種を圃場条件下で試験できるようにするうえで、これは重要な一歩である」と、Vanderschuren氏は述べている。「遺伝子組み換え植物の栽培を認めるためには、各国議会がさらなる法整備を行う必要がある」。
単なる物質以上のもの
ビタミンB6は、ピリドキソール、ピリドキシン、ピリドキサミンという3つの類似した分子の混合物である。これらはピリドキサールリン酸の前駆体であり、ピリドキサールリン酸は体内で最も重要な補酵素の一つで、タンパク質の合成と修飾に関与している。人体はビタミンB6を産生できないため、食品から摂取する必要がある。ビタミンB6が多く含まれる食品としては、例えば大豆、オート麦、牛レバー、玄米がある。アボカド、ナッツ類、ジャガイモも良い供給源である。成人の1日の必要量は約1.5mgから2mgである。
本記事は ETH Zurichとの協力により掲載されたものです。掲載は、世界経済フォーラムによる見解の支持を意味するものではありません。
アジェンダの最新情報を追うには、 週刊ニュースレターに登録してください。
執筆者：Peter Ruegg氏はETHの編集者です。
写真：エチオピアの農家であるMandefro TesfayeさんとTayto Mesfinさんが、Abayの畑で小麦を収穫している。REUTERS/Barry Malone。
