遺伝子組み換え技術の誕生

1953年にDNAの二重らせんが明らかになってから、生き物の設計図が4種類の塩基の並びで書かれていることは分かっていた。だが、その並びを読むことも、書き換えることも、まだできなかった。DNAは細長く、どこを切ればよいのか、切ったものをどうつなげばよいのか、道具が無かったのである。

道具は細菌の中から見つかった。1960年代の終わりから1970年にかけて、ワーナー・アーバーやハミルトン・スミスらが、外から入ってきたDNAを決まった並びの場所で切る酵素を突き止めた。制限酵素である。細菌が、自分に入り込むウイルスの遺伝子を刻んで身を守るための仕組みだった。同じころ、細菌の中に、本体の遺伝子とは別に、小さな輪になった遺伝子、プラスミドがあることも分かってきた。プラスミドは細菌から細菌へ移り、抗生物質に負けない性質を運ぶ。病院で薬の効かない菌が広がる原因として調べられていたものだった。

1972年、スタンフォード大学のポール・バーグは、サルのウイルスのDNAと、大腸菌に感染するウイルスのDNAを試験管の中でつなぎ合わせてみせた。異なる生き物の遺伝子をつないだ最初の例とされる。ただ、つないだものを細胞の中で増やす段階には進まなかった。人に病気を起こすかもしれない、という同僚の懸念を受けて、バーグ自身が実験を止めたのである。

同じ年の11月、ハワイで開かれたプラスミドの学会で、スタンフォード大学のスタンリー・コーエンと、カリフォルニア大学サンフランシスコ校のハーバート・ボイヤーが出会った。コーエンはプラスミドを大腸菌に取り込ませる方法を持っていた。ボイヤーは、DNAを切るときに、切り口の端が一本鎖のまま少し残り、同じ酵素で切った別のDNAとくっつきやすくなる制限酵素を扱っていた。二人は夜、ワイキキの軽食店でサンドイッチを前に、それを組み合わせる実験を話し合ったと伝えられる。

1973年、二人の研究室は、別々のプラスミドから切り取った遺伝子をつなぎ合わせて大腸菌に入れ、二種類の抗生物質の両方に負けない菌を作ったと発表した。つないだ遺伝子は、菌が分裂するたびに一緒に写し取られ、働いた。翌1974年には、アフリカツメガエルの遺伝子を大腸菌に入れ、菌が増えるたびにカエルの遺伝子も増えることを示す。種の壁を越えて遺伝子を移し、働かせることができる。これが、のちに遺伝子組み換えと呼ばれる技術の始まりだった。

成功は、すぐに不安を呼んだ。がんを起こすウイルスの遺伝子や、毒素の遺伝子を大腸菌に入れたらどうなるのか。大腸菌は人の腸に住む菌である。1974年、バーグらは科学誌に書簡を出し、危険の大きい実験をしばらく見合わせるよう研究者たちに呼びかけた。研究者が自分たちの実験を自分で止めるのは異例のことだった。翌年、この問題を話し合うために開かれたのがアシロマ会議である。

一方で、この技術はお金になるとも見られた。スタンフォード大学とカリフォルニア大学は1974年に特許を出願し、1980年に認められると、世界中の会社から使用料を集めた。特許が切れるまでに得た額は数億ドルにのぼったとされる。科学者の中には、誰もが使ってきた基礎の発見を大学が独占することに反発する声もあった。コーエン自身も、当初は特許を取ることにためらいを見せていたという。

ボイヤーは1976年、若い投資家ロバート・スワンソンとともに会社を興した。ジェネンテックである。1977年、大腸菌にヒトの小さなホルモンを作らせることに成功し、1978年にはヒトのインスリンを作らせた。それまでインスリンは、食肉処理場から集めた豚や牛のすい臓から取り出していた（インスリンの発見）。動物のインスリンはヒトのものとわずかに形が違い、体に合わない患者もいた。ヒトのインスリンは1982年、遺伝子組み換えで作った初めての薬としてアメリカで認められた。1980年にジェネンテックが株式を公開すると、初日に株価が倍以上に跳ね上がり、話題になった。

大学の発見が会社を生み、会社が薬を作る。この流れは、その後のバイオテクノロジーの産業の型になった。成長ホルモン、血液を固める因子、肝炎のワクチンも、同じやり方で作られるようになる。作物への応用は遺伝子組み換え作物の登場へ、遺伝子の並びをすべて読む試みはヒトゲノム計画へとつながっていく。

遺伝子を切ってつなぐ技術は、のちにもっと精密な道具に引き継がれた。21世紀に入って、狙った場所を書き換える方法が開発され、ジェニファー・ダウドナらが2020年にノーベル賞を受けている。そのたびに、どこまで書き換えてよいのかという、1970年代と同じ問いが繰り返されている。