遺伝子組換えトマト

第一号の遺伝子組換え食品『フレーバーセーバー™』

遺伝子組換えトマト（Genetically Modified Tomato：Transgenic Tomato）とは、遺伝子操作によって遺伝子を組み替えたトマトのことである。 遺伝子組換え食品で世界で初めてヒトへの摂取許可を取得したのは、保存期間が長くなるように改良されたトマト（フレーバーセーバー™）で、1994年5月21日から短期間市場に出回った。 日本では、2021年に初めて遺伝子組換えトマトが食用として認可された。

主な目的は、害虫や環境ストレスに対する抵抗力の向上など、新しい形質を持つトマトの開発に重点を置いている。 また、トマトに健康効果や栄養価の高い物質を含有させるプロジェクトも進められている。 科学者たちは、新しい作物の生産を目指すだけでなく、トマトに自然に存在する遺伝子の機能を理解するために、遺伝子組換えトマトを生産している。

野生種トマト（ワイルドトマト）の果実は小さく、中には緑色のものが多く、そのほとんどは美味しくないが、数世紀にわたる品種改良の結果、現在では世界中で何千もの品種が栽培されている。 1980年代後半にアグロバクテリウムを用いた遺伝子組み換え技術が開発され、トマトの核ゲノムに遺伝物質を導入することに成功した。 また、トマトの細胞の葉緑体や染色体プラストムにも、生物学的手法で遺伝子を挿入することができる。 トマトは、このようなことが可能になった最初の食用果実の作物である。

環境ストレス耐性

バイオエンジニアリングされたACCシンターゼ遺伝子を含むトマトを持つ植物生理学者アタナシオス・テオロギス氏

栄養改善

トマトは、栄養価を高めるために様々な改良が加えられてきた。 2000年には、カロテノイドの総量は変わらないが、フィトエンデサチュラーゼをコードする細菌遺伝子を加えることで、プロビタミンAの濃度を高めた。 研究者たちは当時、「遺伝子組換え反対」という風潮のために商業的な栽培の見込みがないことを認めていた。 圧力団体ジェネウォッチ（CRG）のスー・メイヤーは、イギリス高級日刊紙として知られる『インディペンデント』紙に、「基本的な生化学を変えれば、健康にとって非常に重要な他の栄養素のレベルも変えることができると信じている」と語った。 さらに最近、科学者たちは青いトマトを作り、いくつかの方法でトマトの抗酸化物質であるアントシアニンの生産を増やした。

あるグループは、バラ類のシロイヌナズナ（学名：Arabidopsis thaliana L.）のアントシアニン生成のための転写因子を加え、別のグループはシソ類のキンギョソウ（学名：Antirrhinum L.）の転写因子を使った。 キンギョソウの遺伝子を用いた場合、果実のアントシアニン濃度はブラックベリーやブルーベリーと同程度であった。 キンギョソウの遺伝子を用いた遺伝子組換え青トマトの発明者であるジョン・イネスセンターのジョナサン・ジョーンズとキャッシー・マーティンは、青トマトを商品化するためにノーフォーク・プラント・サイエンス（Norfolk Plant Sciences）という会社を創設した。 彼らはカナダのニュー・エナジー・ファーム（New Energy Farms）という会社と提携して、青トマトを大量に栽培し、そこからジュースを作って、規制当局の承認を得るための臨床試験に臨んでいる。

また、大豆のイソフラボン合成酵素をトマトに導入し、がん予防効果が期待できるイソフラボンの量を増やす試みも行われている。

日本のサナテックシード（東京・港区）と筑波大学は、2021年4月23日、GABA高含有のトマト品種「シシリアンルージュハイGABA」を発表した。 これは世界初のゲノム編集トマトである。

味の改善

シソ類であるレモンバジル（学名：Ocimum × africanum）由来のゲラニオール合成酵素を、果実特異的プロモーターでトマト果実に発現させたところ、訓練を受けていない味覚テスト者の60％が、この酵素を好んだ。 この遺伝子組換えトマトの味と香りは、訓練を受けていない試食者の60％が好むものであった。 また、トマトの果実に含まれるリコピンの量は約半分となった。

ワクチン

トマトは、ジャガイモ、バナナ、その他の植物とともに、食べられるワクチンを供給するための媒体として研究されている。 ノロウイルス、B型肝炎、狂犬病、HIV、炭疽病、呼吸器合胞体ウイルスを標的とした抗体または抗体産生を刺激するタンパク質を発現するトマトを用いたマウスでの臨床試験が実施されている。 韓国の科学者たちは、トマトを使ってアルツハイマー病に対するワクチンを発現させることを検討している。 ポリオワクチンの開発に携わったヒラリー・コプロウスキーは、研究者グループを率いてSARSに対する組み換えワクチンを発現させたトマトを開発した。

基礎研究

トマトは科学研究のモデル生物として利用されており、特定のプロセスの理解を深めるために遺伝子組み換えが頻繁に行われている。 また、トマトは遺伝子の単離に成功したことを証明するために遺伝子導入植物を作成する必要があるマップベースクローニングのモデルとして使用されている。 植物ペプチドホルモンであるシステミンは、トマトの植物から初めて同定されたもので、その機能を証明するために、アンチセンス遺伝子を加えて本来の遺伝子を沈黙させたり、本来の遺伝子のコピーを追加したりする遺伝子組み換えが行われてきた。

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