遺伝子組み換えゼブラフィッシュとショウジョウバエは水銀を食べて毒性を弱めている

オーストラリアの科学者らは、有毒な水銀を吸収し、より害の少ない形で環境に放出する能力を持つ遺伝子組み換えミバエとゼブラフィッシュの生物工学的開発に成功した。この画期的な成果は、ミバエと魚を微生物に含まれる2種類の解毒酵素にさらすことで可能となり、組み換えミバエと魚は、組み換えていないミバエと魚よりもはるかに高い割合で水銀を摂取し、安全に変換できるようになった。この研究結果は今週、ネイチャー・コミュニケーション誌に掲載された。

[関連: 絶滅回復はピペットの夢に過ぎないのか? このスタートアップはそれを解明するために大規模で高価な計画を立てている。 ]

しかし、この発見はハエや魚以外にも幅広い影響を及ぼす可能性がある。実験動物から目を離すと、この実験は、環境に有害な水銀が食品にまで広がり、最終的には人間の体内に侵入する前に、その水銀を分解することが可能であることを示している。これらは、環境毒素を減らして病気と闘うために野生に放つことを最終目標として、現代科学を使って生物の遺伝子をわずかに改変する研究者たちの最新の例にすぎない。しかし、実際に意味のある変化をもたらす規模でこれらの科学実験を展開するには、法律、倫理、規制の障壁を乗り越える必要があり、これらの障壁は、発見の原動力となる基礎科学よりも解決が難しい場合がある。

水銀への曝露は危険であり、悪化している

水銀は、地球の大気中に放出される天然の有毒元素です。特に有毒なメチル水銀は、海洋の食物連鎖を通じて生物濃縮されるため、人間にとって特に懸念されています。体内にメチル水銀を含む小さな水生生物を食べた魚を食べると、神経毒のように作用するメチル水銀の危険なレベルにさらされる可能性があります。メチル水銀は人間が摂取すると、簡単には排泄されず、消化管、血液脳関門、胎盤をすばやく通過します。また、水銀は自然に発生しますが、最近の研究では、金や石炭の採掘などの産業活動が水銀汚染をさらに悪化させていることが示されています。

オーストラリアのマッコーリー大学とARC合成生物学センターオブエクセレンスの研究者らは、食物サイクルの早い段階で生物蓄積プロセスを妨害できる生物を設計できるかどうかを調べたいと考えました。この概念は広くバイオレメディエーションと呼ばれています。彼らは2つの異なる被験体、つまり一般的なミバエ（無脊椎動物）とゼブラフィッシュ（脊椎動物）を選びました。次に、これらの生物の胚に、多くの微生物に含まれる2つの酵素、MerB（有機水銀リアーゼ）とMerA（水銀還元酵素）を注入しました。これらの酵素は、天然の解毒特性のために選ばれました。メチル水銀にさらされると、酵素はメチル水銀のプロトン分解を触媒し、自然にメチル水銀を毒性の低い元素水銀（Hg0）に変換します。