私たち全員が無意識のうちに「恩恵」を享受している銀行がある

制作：中国科学普及協会

著者: 于 亜静 (中国総合微生物培養コレクション管理センター所長)

プロデューサー: 中国科学博覧会

編集者注：生命科学の最新の謎を解くために、中国科学普及の最先端技術プロジェクトは「生命の新知識」と題する一連の記事を立ち上げ、独自の視点から生命現象を解釈し、生物学の謎を明らかにしました。人生の世界を探求し、無限の可能性を探求しましょう。

誰もが銀行をよく知っています。安全であり、関心を高めることができます。大人はしばらく必要のないお金を銀行に預けておき、必要なときに引き出すでしょう。しかし、このような金融銀行に加えて、実はもう一つの魔法の銀行、バイオバンクが存在します。

生き物として、私たちはそれぞれ、知らないうちに自分の中に何かを蓄えており、知らないうちにそれがもたらす恩恵を享受していることが多々あります。

バイオバンキングはバイオバンクとも呼ばれます。金融銀行と同様に、科学者、医師、または一部の企業は、科学研究、治療、開発中に得られた生物学的材料をバイオバンクに預け、必要に応じて引き出す申請を行います。

同時に、バイオバンクには金融銀行とは異なるもう一つの特徴、つまり公益性があります。バイオバンクに保存されている生物材料を自ら利用することはもちろん、バイオバンクを通じて世界中の仲間と学術研究や産業発展のために共有し、バイオバンクに保存されている貴重な生物サンプルを共同で開発・活用していくことが最も重要です。

バイオバンクはバイオテクノロジーとバイオ産業の発展にとって重要なインフラです。科学研究から産業、食品から医薬品、農業から産業に至るまで、数多くのバイオバンクが存在します。

興味深いことに、バイオバンクの中には「ビッグ 4」と呼ばれるものもあります。これらはそれぞれ、株、遺伝子、細胞、生殖質という 4 つの重要な生物学的資源を保存します。

四大銀行の一つ「ストレインバンク」

菌株バンクは、その名の通り、微生物菌株を保存する場所です。

私たち人間は日々の生活において微生物なしには生きられません。人類の祖先は、微生物の存在を非常に早くから認識し、意識的に利用し始めました。

火口湖から分離された酵母株の出芽繁殖の電子顕微鏡画像

（写真提供：中国総合微生物培養コレクション管理センター、李愛華）

これは何の微生物だと思いますか？

これは私たちにとってなくてはならない酵母です。酵母は丸くてふっくらしていて、発芽すると小さな芽ができてとてもかわいいです。

酵母はワインを作ります。中国科学院微生物研究所の科学者らは、数年をかけて青海・チベット高原の酵母資源を収集、分離し、体系的に研究し、その中に酵母の集団を発見した。多重遺伝子・ゲノム解析により、これらの酵母がシルクロードを通じてヨーロッパに広がり、現在世界中で人気のラガービール酵母の起源となったことが判明しました。

酵母は甘くて柔らかい蒸しパンやパンを作るのにも使えます。乳酸菌は牛乳をヨーグルトやチーズに「変える」ことができます。醤油や酢の醸造にもさまざまな微生物が必要です。言うまでもなく、さまざまな食用菌は実際にはユニークな微生物です。

食用キノコの多様性

（写真提供：Veer Gallery）

微生物がなければ、私たちの食卓はおそらく非常に単調なものになってしまうと考えられます。

中国総合微生物培養コレクション管理センターには、世界中から集められた11万種の微生物が保管されています。それらのいくつかは、ビタミンや抗生物質を生成したり、プラスチックを分解したりすることができます。農地を肥沃にしたり、石油やトウモロコシを私たちが着る服に変えたり、私たちを元気で健康に、そしてスリムに保ったりするものもある。微生物株の資源は、私たちの「活用」を待っている巨大な宝庫のようなものです。

4大銀行の2番目「ジーンバンク」

最も重要な遺伝子バンクはヒト遺伝子バンクです。さらに、重要な実験動物、希少野生動物、希少植物、薬用植物、微生物などの遺伝子バンクも設置されます。

遺伝子とは何ですか?平たく言えば、遺伝子は生命の聖書です。この本では、各人、各動物、各植物、各微生物が基本的にどのように見えるかが定義されており、この本は世代から世代へと受け継がれていきます。したがって、遺伝子の本を読むことは、生命を理解するための第一歩です。

現在、私たちはさまざまな現代のバイオテクノロジー手法を駆使して、生命の本を読むだけでなく、生命の本を修正し、動物、植物、微生物を私たちが設定した方向に変化させることも可能にしています。人間の遺伝性疾患の一部も、特殊な遺伝子改変法によって効果的に治療することができます。しかし、人間の生命の記録は非常に複雑なため、私たちは畏敬の念と慎重さを持ち続けなければならず、遺伝子治療の道のりはまだ長い。

4大銀行の3番目は「セルバンク」

日常生活でよく耳にする細胞バンクといえば、臍帯血バンクではないでしょうか。

なぜ新生児から臍帯血を採取する必要があるのでしょうか?臍帯血には幹細胞が多く含まれているからです。幹細胞は無限の自己複製能力を持ち、神経、血管、さまざまな組織や臓器に成長することができます。そのため、子供が成長し、ある時点で治療のために特別な細胞が必要になった場合、臍帯血を抽出し、幹細胞を培養してカスタマイズされた治療用細胞への分化を誘導し、個別の治療計画を提供することができます。

幹細胞バンクはより専門的な公共サービスプラットフォームです。たとえば、国立幹細胞バンクは、品質が保証された多能性幹細胞を科学研究や企業に提供し、研究者による医薬品の開発を支援したり、病院による幅広い精密医療ソリューションの提供を支援したりすることができます。

現在、医療案件は数多くあります。例えば、造血幹細胞移植は、全身性エリテマトーデス、溶血性貧血、急性白血病などの血液疾患の治療に使用できます。神経幹細胞は、脳性麻痺、脊髄損傷、運動ニューロン疾患、パーキンソン病、脳出血、脳梗塞の後遺症、脳外傷の後遺症などの神経系疾患の治療に使用できます。糖尿病、皮膚筋炎、重症筋無力症、血管疾患、硬化症などの免疫系疾患もあります。幹細胞療法も治療法の一つです。

4大銀行のうち4番目は「シードバンク」

遺伝資源バンクは、農業、林業、畜産、漁業において非常に重要な役割を果たしています。植栽業界、育種業界、水産業のいずれであっても、それぞれ独自の遺伝資源バンクを持っています。これは、私たちが現在世界中のおいしい料理を食べられるようになった重要な理由でもあります。

国内外の優れた農産物の多くの遺伝資源が遺伝資源バンクを通じて保存され、生産に適した場所に導入され、私たちの食卓の多様性を大きく豊かにしています。例えば、我が国の新疆ウイグル自治区の広大な砂漠や天山山脈の麓では、サケ、オショロコマエビ、オオエビ、オーストラリア産淡水ロブスター、カニなどが養殖できます。

将来的には「バイオバンク」から「バイオスーパーマーケット」へと移行できるかもしれない

バイオバンクについて長々と話してきましたが、いつか科学者が遺伝子からタンパク質、配列から機能まですべてを理解することができれば、つまり生命の聖書をはっきりと読むことができれば、「バイオバンク」は「バイオスーパーマーケット」に変身できるかもしれないと想像してみましょう。

このように、保管している生物学的材料を取り出して使用するだけでなく、人工知能を使用して、自然界には存在しないさまざまな生物学的コンポーネントや生物学的モジュールを設計することもできます。科学者はスーパーマーケットの棚からこれらのモジュールを取り出し、自分で組み立てるだけで、さまざまな微生物、細胞、動物、植物を入手できます。ワクチン、医薬品、タンパク質、低分子ペプチドを生産できるほか、鋼鉄よりも丈夫なプラスチックやクモの糸よりも強い繊維も生産できる。

もちろん、前提条件は生命の本を完全に理解できることであり、「生物スーパーマーケット」の開発と応用を制限する厳格で明確な法律と規制も必要です。さあ、バイオバンクを構築して生命の謎を探りましょう！