南アフリカは世界で最も生物多様性に富む国の一つであり、植物、動物、菌類の種は推定10万種に上ります。
南アフリカ政府は、これらの種に由来する生物材料の試料を保存・管理するバイオバンクのネットワークを構築しました。
バイオバンクに保存された試料は、生命の進化、気候変動の影響、新薬の開発など、幅広いテーマを研究するために研究者によって利用されています。
生物多様性バイオバンクとは何で、そこには何が保存されているのでしょうか。
その定義は文脈によって異なります。「南アフリカ生物多様性バイオバンク」プロジェクトでは、通常はヒト由来ではない生物材料の保管庫と定義されています。
これには、種子、卵子、精子などの生殖組織、その他の組織（血液、毛髪、筋肉）、DNAやその他の抽出物、そして生物群集を含む水や土壌などの環境試料が含まれます。これらの材料は、超低温（極低温）で保存（冷凍保存）されることが多くあります。低温または室温で保存されるものもあります。
南アフリカ生物多様性バイオバンクの管轄下に現在置かれている材料は、南アフリカに存在する生物群集、種、系統、品種、そして家畜の品種を代表するものです。これには作物や家畜も含まれます。これらの試料は、さまざまな分野の研究を支援するために利用できます。また、農業、人間の健康と福祉、環境管理、保全生物学といったいくつかの分野において、新たな、あるいは改良された製品や手法の開発にも役立つ可能性があります。
このプロジェクトが立ち上げられた背景は何ですか。
本プロジェクトは、研究ロードマップの一環として、2017年に国の科学技術イノベーション省によって開始されたプロジェクトの一つです。このプログラムは、すべての研究者がアクセスできるインフラの整備を目指しています。
このインフラと、バイオバンクを通じて実施される研究は、気候変動や食料安全保障といった国家的な課題の解決に役立ちます。例えば、国の農業研究評議会の遺伝子バンクを通じて行われた研究では、新しいトウモロコシ品種が生まれています。一部は干ばつに強く、また別のものはツマジロクサヨトウに対して耐性を持っています。これにより、小規模農家は生産量を増やし、世帯の食料安全保障を確保できるようになります。
南アフリカは、生物多様性バイオバンクを運営するのに適した位置にあります。なぜなら、同国はメガ多様性国（ブラジル、メキシコ、コンゴ民主共和国、マダガスカルなどを含む）の一つである17か国に含まれるからです。これら17か国は、世界の生物多様性の3分の2以上を合わせて有しています。
これらの国々は、植物、動物、菌類の種の数が極めて多いだけでなく（南アフリカでは10万種以上）、固有種（その国にしか存在しない種）の数や割合も高くなっています。
なぜ一つのネットワークを構築することがそれほど重要なのでしょうか。
南アフリカには、さまざまなバイオバンクに推定50万点の試料があります。これらの材料の大半は、過去20年から30年の間に収集または設立されたものです。
問題は、これらの試料を保管するバイオバンクが、従来は主に孤立した状態で運営されてきたことです。生物多様性研究者の間では、バイオバンクを活用する文化が確立されていません。研究者は資金を獲得し、現地に赴いて試料を採集し、分析したうえで、研究室の冷凍庫に保管します。しかし、その試料は多くの場合、スペースを空けるために廃棄されてしまいます。
別の研究者が同じ種を研究する場合、その研究者は同じことを一からやり直すための資金を獲得しなければなりません。研究終了時に試料がバイオバンクに寄託され、他の研究者がアクセスできるようになれば、この問題は解決できる可能性があります。
こうした分断の理由の一つは、一部の研究者がこの仕組みを信頼しておらず、試料をバイオバンクに預けた場合、後で必要になったときにアクセスできなくなるのではないかと懸念していること、あるいは、バイオバンクから提供される試料の品質に不安を抱いていることです。
現在、南アフリカには生物多様性バイオバンクに関する共通の方針、手続き、基準は存在しておらず、そのため材料の品質が必ずしも保証されているわけではありません。バイオバンク全般については国際的なガイドラインや基準がありますが、その実施は世界的に共通の課題となっています。
また、南アフリカにはバイオバンクの技術者、キュレーター、管理者を育成するための確立された研修プログラムもありません。
これらの課題に対処する唯一の方法は、共通の目的と共有された目標を掲げた、結束力のあるネットワークとして活動することです。南アフリカ生物多様性バイオバンクこそがそのネットワークです。これを創設することで、次の4つの課題が解決されます。
試料が孤立して保管されることなく、アクセス可能な状態になります。
試料が保管され、廃棄されることがなくなります。
バイオバンク運営における信頼性の高い実践を推進することで、信頼の問題に対処します。
バイオバンクを拡充するための協働プラットフォームを構築し、国の生物多様性を代表する材料を保有できるようにします。
現在、7つの参加機関と20近いバイオバンクが参加しています。
どのような利点があるのでしょうか。
南アフリカの科学者があらゆる研究開発分野で競争力を維持するためには、高品質で十分に文書化されたバイオバンク保存材料を幅広く利用できる必要があります。
ゲノム解析技術を例に挙げましょう。ゲノム解析とは、生物のDNAを断片化し、それらの断片の組成や配列を調べたうえで、元の配列に再構築する手法です。
これらの技術は、極めて多岐にわたる研究およびバイオテクノロジーの応用分野で利用されており、その範囲は年々拡大しています。地球上の生命の起源と多様化の理解、複雑な生態系ネットワークの機能の解明、遺伝的変化とその意義の理解、作物、家畜、魚類、野生生物の育種プログラムに有用な適応形質の遺伝的基盤の特定などが含まれ、さらに多くの分野に及びます。
南アフリカの生物多様性を代表する高品質な試料にアクセスできれば、生物試料の採集に必要な時間と資源を節約できます。これらの試料は、気候変動、生息地の喪失、あるいは天然資源の過剰利用によって将来失われるおそれのある遺伝的多様性の「銀行」としての役割さえ果たし得ます。
