ダーリン58

ダーリング58は、遺伝子組み換えされたアメリカ栗の木です。この木は、アメリカ栗を北米の森林に復活させるために、ニューヨーク州立大学環境科学林業学部（SUNY ESF）のアメリカ栗研究・復元プログラムがアメリカ栗財団（TACF）^[1]と共同で作り出しました。これらのダーリング58の木はクリ疫病に襲われましたが、生き残りました。ダーリング58の木は成熟し、栗を生産し、増殖してアメリカ栗の木を北米の森林に復活させました。^{[2] [3] [4] [5]}アメリカンチェストナットのダーリング58栽培品種のいくつかのフィールドテストで、エラーにより代替栽培品種であるダーリング54が使用されました。^[6]

アメリカンチェストナット財団は、ダーリング54をフィールド試験で誤って使用したこともあり、2023年12月にダーリング58品種の開発支援を中止しましたが、^[7]この木を発祥したアメリカンチェストナット研究・復元プログラムは、その開発を続けています。^[8]

クリ疫病は19世紀後半に日本クリとともに持ち込まれ、かつては広く分布していたアメリカクリの木を壊滅させました。^[9]改良されていない在来樹木は疫病によって根から枯れ、根系だけが生き残ります。その後、根は新芽を出し続けますが、再び疫病に襲われ、成熟する前に枯れてしまいます。このサイクルが繰り返されます。^[4]

クリ疫病はシュウ酸を生成して樹木にダメージを与えます。シュウ酸は形成層の pH を下げ、植物組織を死滅させます。ダーリン 58 は、CaMV 35Sプロモーターによって駆動される小麦由来のシュウ酸酸化酵素(OxO) 遺伝子を追加します。^[10]このプロモーターにより、植物全体で OxO タンパク質が作られます。OxO タンパク質により、植物は酸を分解して過度のダメージを与える前に対処できます。同じ防御戦略は小麦だけでなく、イチゴ、バナナ、オート麦、大麦、その他の穀類にも見られます。耐性形質は子孫に受け継がれます。耐性があっても疫病のライフサイクルの完了は阻止されません。^[11]

遺伝子組み換えダーリング58変異体を用いた広範囲にわたる試験により、他の種への影響を評価すると、アメリカ栗の花粉に通常含まれる濃度のシュウ酸酸化酵素は、マルハナバチの生存、花粉利用、繁殖には影響を及ぼさないことが示された。^[12] アメリカ栗のゲノムに遺伝子組み換えシュウ酸酸化酵素遺伝子が存在しても、光合成や呼吸生理にはほとんど影響がない。^[13]

2013年に、小麦のOxOをアメリカ栗に導入する最初の実験が報告されました。2つの異なるプロモーター（35S、VspB）を持つ鉢植えの遺伝子組み換え植物が作られました。OxOレベルは植物の葉から測定されます。切断された葉の感染実験では、病変のサイズが疫病耐性のある中国の栗のレベルと同程度かそれ以下に縮小できることが示されており、鉢植えの植物も耐性がある可能性があることを示唆しています。^{[14] [15]}

2014年、ニューヨーク州立大学環境科学研究所は、「ダーリング4」遺伝子組み換え作物がアメリカ産と中国産の栗の中間の耐性レベルを生み出したと報告した。この特性は子孫にも受け継がれた。^{[11] [16]}

Darling 58（SX58）系統は2016年以前に生産されました。2020年のSUNY-ESF修士論文では、Darling 58が最も多くのOxOを生成する遺伝子組み換え種であることが示されています。^[10]

2020年1月、研究者らはダーリング58変異株の規制緩和請願書を提出し、パブリックコメント期間は2020年10月19日までとされた。^{[17] [18]}

2022年11月、USDAはダーリング58の承認のために再度パブリックコメント期間を開始しました。^[19]

2022年、SUNY-ESFの科学者は、異なるプロモーターであるイースタンコットンウッドのwin3.12により、OxOの発現レベルが基底状態では低いままであるが、傷や感染下では増加すると報告した。この改変は、「常時オン」のCAMVプロモーターと比較して代謝効率が高く、それによってダーリング58変異体と比較して、連続世代にわたってトランスジーン安定性が高くなることが期待される。実験室でのバイオアッセイでは、win3.12-OxOラインは疫病耐性のある中国の栗で示されるものと同様の耐病性の向上を示した。^[20]

2023年12月、TACFは、パフォーマンス結果が悪かったため、ダーリング58の開発を中止すると発表しました。^[21] SUNY ESFは、TACFの支援なしに種子を一般に配布するための連邦政府の承認を求め続けています。^[22]

2023年12月、事故があり、「ダーリング58」として知られている素材は実際には「ダーリング54」であったことが発表されました。^{[1] [22]}ダーリング54は、35S：OxO構造で改変されたトランスジェニックアメリカンチェストナットの木です。D58とD54の違いは、D54は35S：OxO構造がゲノム​​内のコード配列に挿入されていることです。D58は、35S：OxO構造がゲノム​​の非コード領域に挿入されていると考えられていました。コード配列、つまり遺伝子への挿入は、遺伝子発現を妨害または変更し、したがってタンパク質機能を妨害または変更する可能性があります。35S：OxO構造は、D54ゲノムのSal1遺伝子内にあります。^[23] Sal1は、他の種の干ばつストレスや酸化ストレス応答に関連しています。^{[24] [25]}

USDAは疫病耐性のあるアメリカ栗の木の植樹を許可すべき