Mizzouの科学者がAIツールでイネの遺伝子を編集し、細菌性疫病と闘う

2026 年 11 月 14 日 米国コロンビア州: ミズーリ大学の研究者らは、これまで動物細胞でのみ使用されていた人工知能が設計した遺伝子編集ツールを応用することにより、世界で最も広く栽培されている主食作物に影響を与える最も有害な病気の一つである細菌性疫病と闘うイネを作製した。

この研究は、ミズーリ大学農業・食品・天然資源学部の学芸員特別教授であり、同大学ボンド生命科学センターの研究員でもあるビン・ヤン氏が主導した。 Yang 氏と、Ajay Gupta 氏、Rabia Ahuja 氏、Bo Liu 氏を含む同僚は、この研究について雑誌 aBIOTECH に発表しました。

Xanthomonas oryzaeという細菌によって引き起こされる細菌性疫病は、世界中で最も破壊的なイネの病気の1つと考えられており、過去の発生では、深刻な影響を受けた畑で収量が70パーセントも減少することが示されています。米は世界人口の半数以上にとって主食であるため、植物病理学者は化学的防除だけに頼らずに作物を病原体から守る永続的な方法を数十年かけて模索してきた。

動物細胞から水田まで

この画期的な進歩は、分子コンポーネントの設計に人工知能を使用してカリフォルニアのバイオテクノロジー企業 Profluent によって元々開発された遺伝子編集システムである OpenCRISPR-1 に焦点を当てています。プロフルエントは以前、このツールの有効性を動物細胞で実証していたが、ヤン教授のチームはこのシステムを植物での使用に適応させ、大学が言うには初めてイネに適用した。

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特定の耐性遺伝子やそれらを制御するプロモーター領域をターゲットにすることが多かった、病害耐性に対するこれまでの遺伝子編集アプローチとは異なり、OpenCRISPR-1 の AI 設計の性質は、編集プロセスをより正確にし、異なる遺伝的背景全体に適用するのをより迅速にすることを目的としています。ミズーリ大学チームのアプローチは、ヤン氏の研究室で10年以上にわたって行われた、ザントモナス・オリゼがどのようにイネに感染するのか、そしてそのプロセスを阻止するために植物自体のゲノムをどのように改変できるのかを研究した研究に基づいている。

同大学は、編集されたイネ系統の病害抵抗性が実験室試験でどの程度改善されたかについての具体的な数値を発表しておらず、現在の研究の資金源も明らかにしていない。また、遺伝子組み換え米は農家の畑にすぐに使える作物ではなく、依然として実験用ラインであると警告した。同大学によると、その実験系統からすでに商業栽培されている米品種にこの形質を移し、種子が生産者に届くまでに必要な規制や育種のプロセスを経るには、さらに数年かかると予想される。

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なぜ疫病が再発し続けるのか

Xanthomonas oryzae細菌は、イネ品種に育種された個々の耐性遺伝子を克服するように進化する可能性があるため、細菌疫病は管理が特に困難であることが判明しており、育種者は新たな耐性源を継続的に探索する必要がある。外来遺伝物質を導入することなく、研究者が植物自身の DNA に正確で的を絞った変更を加えることができる遺伝子編集ツールは、従来の育種のみよりも早くこの問題に対処するための 1 つの手段として、過去数年にわたって登場しました。

ヤン氏の研究室は、ドナルド・ダンフォース植物科学センターなどの機関と協力して長年にわたってイネの病害抵抗性の研究に取り組んできた。また、古いCRISPRツールを使用してイネの感受性遺伝子のプロモーター領域を編集した同研究室の初期の研究は、米国とコロンビアの規制当局によって従来の育種と同等であると以前に認められており、これらの個別の初期の系統の圃場試験への道が開かれた。新しい OpenCRISPR-1 の研究は、米生産者が直面している同じ根本的な病気の問題に対する遺伝子編集技術の最近の応用を表しており、今回は、そのコンポーネントが自然発生する細菌系から適応されたものではなく、人工知能によって生成されたツールを使用しています。

これまで農業研究で使用されてきたほとんどの CRISPR システムは、自然に存在する細菌の免疫防御に由来し、植物や動物のゲノム編集に使用するために科学者によって発見され、応用されました。 OpenCRISPR-1 は別のルートをとり、Profluent は多数の既知の CRISPR タンパク質でトレーニングされた機械学習モデルを使用して、自然界には存在しないが、同じ切断および編集機能を実行するように設計された新しい合成編集コンポーネントを生成しました。ヤン氏のグループは、この種の AI 生成編集システムが、このツールが最初に検証された実験動物細胞ではなく作物植物に効果的に導入できるかどうかをテストした最初のグループの 1 つです。

大学は、aBIOTECH論文に記載されている編集されたイネ系統が、地域によって大きく異なる可能性がある複数のキサントモナス・オリゼ菌株に対して試験されたかどうか、あるいは管理された実験室環境の外での圃場試験が現在計画されているかどうかについては明らかにしていない。アジア、アフリカ、ラテンアメリカの稲作地域では、細菌性疫病が収量に対する永続的な制約となっており、その形質の性能と安定性に関するさらなるデータが利用可能になれば、耐久性のある抵抗性の新たな源が国家育種プログラムからの関心を集める可能性が高い。

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