DMH-11 マスタード

ダラマスタードハイブリッド-11 （ DMH-11とも呼ばれる）は、カラシナ（Brassica juncea）の遺伝子組み換えハイブリッド品種です。インドの食用油輸入需要を減らすことを目的として、デリー大学のディーパック・ペンタル教授によって開発されました。DMH-11は、主にBar、Barnase、Barstar遺伝子システムを含むトランスジェニック技術によって作成されました。Barnase遺伝子は雄性不稔性を与え、Barstar遺伝子はDMH-11の稔性種子生産能力を回復させます。3番目の遺伝子Barの挿入により、DMH-11はグルホシネート耐性の原因となる酵素であるホスフィノトリシン-N-アセチルトランスフェラーゼを生成できるようになります。このハイブリッドマスタード品種は、主にDMH-11が環境と消費者の健康に悪影響を及ぼす可能性があるという懸念から、世間の厳しい監視を受けています。 DMH-11 は食物アレルギーのリスクがないことがわかり、既存のマスタード品種よりも収穫量が多いことが実証されています。DMH-11 に対して実施されたフィールド試験と安全性評価に関する矛盾した詳細と結果により、商業栽培の承認が遅れています。

マスタードは油糧種子作物で、現在600万～700万ヘクタール（1500万～1700万エーカー）の農地を占めており、その大部分はインド北西部の乾燥地帯である。^[1]マスタードはインドで最も生産量の多い3つの油糧種子作物の1つである。^[2]しかし、その収穫量はここ数年間大きな増加はなく、750万トンを下回ったままである。^[3] DMH-11マスタード品種は、食用油の輸入に対するインドの依存を減らすために開発された。^[4]インドは年間約6兆ルピー（105億ドル）を1450万トンの食用油の輸入に費やしており、^[5]国内の食用油需要の60％以上は海外からの供給によってのみ満たされている。^[2]マスタード油の国内収穫量を増やせば、インドの石油輸入への依存とそれに伴うコストは大幅に減るだろう。遺伝子組み換えマスタード品種DMH-11は、デリー大学南キャンパスの作物遺伝子操作センターのディーパック・ペンタル博士と彼の同僚によって開発されました。 ^[5] DMH-11品種の開発には14年の歳月と約7億ルピーの費用がかかりました。^{[6]承認されれば、DMH-11はインドで商業的に栽培される最初の遺伝子組み換え食用作物となります。DMH-11の開発プロジェクトは、インド}国立酪農開発委員会とバイオテクノロジー局（DBT）から資金提供を受けました。 ^[7]

トランスジェニックマスタードDMH-11は、非病原性土壌細菌から単離された遺伝物質^[8]と、主にBarnase - Barstarシステムを含む受粉制御のためのトランスジェニックシステムの技術を使用して2002年に開発されました。^[9]雑種種子を生産するために、Bacillus amyloliquefaciensからBar、Barnase、Barstarの3つの遺伝子が抽出されました。 ^[5]トランスジェニックマスタードラインにBarnase-Barstar遺伝子システムを導入した主な理由は、雑種強勢育種と自家受精を防ぐためです。^{[9] Barnase遺伝子の挿入は、マスタード植物の雄性}配偶体（花粉粒）の生成を防ぐことで遺伝的雄性不稔を誘発します。 ^[5]一方、Barstar遺伝子は、植物が稔性のある雑種種子を生産する能力を回復する働きをします。^[5]マスタードは自家受粉植物であるため、自家受粉を起こさずに別の望ましい雄親系統との交配を行うことは困難です。バルナーゼ遺伝子はDMH-11に雄性不稔性を誘導し、交配による新しいハイブリッド品種の誘導プロセスを簡素化しました。DMH-11の開発に使用された2つの親系統は、ナグプール大学のアニル・カラトカールによって開発されたアーリーヒラ変異体（EH-2）^[10]とヴァルナbn3.6です。^[8] DHM-11の種子重量は、1000粒あたり約3.3〜3.5グラム（0.12オンス）と報告されています。^[10]

DMH-11 のグルホシネート耐性は、Bar (ビアラホス耐性) 遺伝子によって発現される酵素によるものです。ストレプトマイセス・ヒグロスコピカス由来のDMH -11 のクローン化された Bar 遺伝子は、ホスフィノトリシン-N-アセチルトランスフェラーゼ(PAT) の合成をコード化します。^[11]この酵素は、除草剤グルホシネートの有効成分であるホスフィノトリシンを解毒する役割を担っています。^[5]ホスフィノトリシンの作用機序にはグルタミン合成酵素の阻害が含まれ、これがアンモニアの解毒を妨げ、結果として植物細胞内に毒素が蓄積します。 グルタミン合成酵素の阻害は、グルタミンレベルの全体的な低下にもつながります。 植物では、グルタミンはシグナル伝達分子として、またヌクレオチド合成のための主要なアミノ酸供与体として機能します。^[12] Bar遺伝子によって産生されるPAT酵素は、ビアラホス（ホスフィノトリシンのトリペプチド前駆体）をアセチル化によって不活性化し、不活性で無毒な生成物を形成する。^[11]

2015年9月、デリー大学南キャンパスは、DMH-11の環境放出の許可を求める申請書を遺伝子工学評価委員会に提出しました。^[13] 商品化に先立ち、このマスタードハイブリッドは、インド農業研究評議会（ICAR）の下で、正式にはバイオセーフティ研究レベル（BRL）試験として知られる限定されたバイオセーフティフィールド評価の対象となりました。^[14]この試験は、インドのトランスジェニック製品の最高規制機関である遺伝子工学評価委員会（GEAC）から許可を得た後、2014年から2015年にかけて実施されました。^[14] DMH-11に対して行われた安全性研究は、分子特性、食品安全性、環境安全性、および検出プロトコルの各カテゴリーに分類されました。^[15]分子特性には、DMH-11のDNA配列に挿入されたBar、Barnase、およびBarstar遺伝子の発現研究が含まれます。^[15]食品安全性試験では、DMH-11に含まれる3つのタンパク質の毒性を、組成分析とバイオインフォマティクス分析を用いて調べた。^[15]環境安全性試験では、DMH-11の雑草化の可能性と攻撃的なパラメータをテストした。 ^[15] これらの安全性試験の詳細と結果はまだ公表されていない。

安全性評価の概要はオンラインで入手可能だが、生のデータは環境森林省（MoEF）によって一般公開されていない。^[16]このデータは、MoEFに申請することでのみアクセスできる。^[16] DMH-11の公式の133ページの安全性評価「GEマスタードの食品および環境安全性評価」は、一般からのフィードバックを得るためにGEACのウェブサイトにアップロードされ、一般の人々から750件のコメントが寄せられた。^[13]これらのコメントはその後、小委員会で検討され、GEACに提出された最終的な安全性評価レポートに組み込まれた。^[13]このレポートでは、DMH-11は人間の食用には安全で、栄養価も高いと推論されている。^{[17] GEACのアニタ・プラサド委員長は、委員会がDMH-11を植栽のために環境大臣}アニル・マダブ・デーヴに積極的に推奨すると発表した。^[17]

GEACは当初、DMH-11の商業栽培を承認したが、商業化の前に、DMH-11がミツバチなどの花粉媒介昆虫や土壌微生物の多様性に与える影響について、より多くの試験と追加データが必要であると判断し、承認を撤回した。 ^[18]デリー大学の作物遺伝子操作センターは、遺伝子組み換えマスタードがミツバチに与える影響を試験するため、デリーとパンジャブでDMH-11の栽培許可を申請した。^[18] 2018年3月、遺伝子工学評価委員会は、ミツバチやその他の花粉媒介昆虫に対する潜在的影響を調査するためのフィールド研究にDMH-11を承認した。^{[19]フィールド試験は、パンジャブ農業大学と}インド農業研究所で実施される。^[19]

インドの最高裁判所は技術専門家委員会（TEC）を任命し、2013年の報告書では除草剤耐性遺伝子組み換え作物の全面禁止を勧告した。^[20] TECが挙げた理由の一つは、農家が作物に除草剤を惜しみなく散布することで健康に悪影響が出る可能性があることだった。^[20]

DMH-11が商業化される主な理由は、「スーパー雑草」が形成される可能性があることです。DMH-11はグルホシネート耐性であるため、商業化されると農家が除草剤を大量に散布するようになると考えられています。これにより、雑草に対する人為的な選択圧が発生し、グルホシネート耐性雑草種の出現につながる可能性があります。^[20] しかし、DMH-11が商業的に栽培されることに関する最大の懸念は、DMH-11と野生個体群との交配により、アブラナ属の豊かな生物多様性が遺伝的に汚染される可能性があることです。 ^{[20]マスタード植物は、風と昆虫によって受粉します。異系}交配の影響を受けやすいため、野生種と栽培化された在来種からなるインドの豊かなマスタードの遺伝資源が不可逆的に汚染される可能性があります。^[20]

2004年、農業バイオテクノロジータスクフォースの委員長は、除草剤耐性作物の商業化は、インドの多くの農村女性が行っている手作業による除草の必要性をなくすため、反対を勧告した。^[20]持続可能で総合的な農業のための同盟のメンバーであるカビタ・クルガンティは、DMH-11の25%を栽培するだけでも、多くの女性の雇用日数が4億2500万日減少すると推定した。^[21]

インド全土でDMH-11の商業化に強く反対するもう一つの理由は、遺伝子組み換え作物、特にマハラシュトラ州のBt綿花に関する過去の悪い経験によるものである。Bt綿花の生産性の低さと、特に2004年に起きた多数の農民の自殺との間には関連性があるとされた。 ^{[22] [23]} DMH-11の抗議者は、法外な種子価格と低い収穫量が相まって、農民の間で財政難、経済的ストレス、そしておそらく自殺が増える可能性があると考えている。^[24]しかし、インド国内で農業バイオテクノロジーに反対する一般的な議論の論点として使われているにもかかわらず、遺伝子組み換え作物の栽培と農民の自殺との関連性は、入手可能なデータでは実証されていないことが示されている。^{[25] [22]}

DMH-11は、インドの最高級品種に比べて19%～40%の収量雑種強勢を示した。^[26]しかし、この交配品種では、種子の大きさと種子長という2つの形質が十分に発達しておらず、発現も不十分であることがわかった。^[26]これら2つの形質は、どちらも重要な収量要素である。圃場条件下で実施された別の多地点試験では、DMH-11は、既存の伝統的なマスタード品種よりも30%多くの収量を生み出すことがわかった。^[27]

DMH-11 は、CODEX およびICMRガイドラインに従ってバイオインフォマティクス比較を用いた食品アレルギー性試験も受け 、Bar、Barnase、Bastar タンパク質のアミノ酸配列が潜在的なアレルゲンであるかどうかが調べられました。^[9]この試験は、3 つのタンパク質のアミノ酸配列と、他の既知の推定アレルゲンのアミノ酸配列との類似性を特定することによって実施されました。^[9] 3 つの遺伝子の DNA 挿入部位の潜在的なオープンリーディングフレームは、AllergenOnline.org データベース内の既存のアレルゲンとの潜在的な類似性について評価されました。^[9]この研究の結果、DMH-11 は消費者に食物アレルギーのリスクをもたらさないことがわかりました。^[9]ヒト血清 IgE 検査の実施など、DMH-11 に関するさらなる試験が提案されています。^[9]