[論文レビュー] Evolutionary Genetic Engineering in the Indo-Pacific: Conservation, Humanitarian, and Social Issues

Floyd A. Reed|arXiv (Cornell University)|Jun 6, 2017

CRISPR and Genetic Engineering参考文献 66被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、インド太平洋地域における生態保全および人道的応用を目的として、遺伝子ドライブおよび遺伝的害獣管理を含む進化的遺伝子工学（EGE）を提唱する。倫理的ガバナンス、現地コミュニティの参加、リスク低減を重視しており、絶滅危惧種が多く、疾病負担が高く、植民地主義的実験の歴史を持つ地域における、公平で、逆転可能で、社会的責任を伴うEGE技術の展開を確保するための8項目の提言を提示する。

ABSTRACT

The Indo-Pacific region contains a unique mix of opportunities for the development and use of genetic-pest-management, gene-drive, and gene-drive-like technologies. Here I collectively refer to these technologies as Evolutionary Genetic Engineering (EGE). Indo-Pacific Islands have some of the world's highest rates of endemism and extinction---species and entire ecosystems are at risk. This threat to the natural world is coupled with the burden of human diseases, many of which are new and emerging or neglected tropical diseases. The same factors which have led to high rates of endemism also, in some ways, make this region an ideal testing ground for some types of EGE's. There is great potential for positive humanitarian, economic, and conservation applications of EGE's. However, these types of new technologies will be initially viewed from the perspective of the recent history of a loss of self determination, issues of social justice, and the testing of new technologies (e.g., biocontrol, agricultural, nuclear) in the Indo-Pacific---a region of the world that is still extensively colonized and controlled by Western Nations. Experience with successes and failures in related technologies suggests a path to move forward---a set of eight recommendations---to maximize the potential payoffs and minimize unintended negative effects of EGE's.

研究の動機と目的

• インド太平洋地域における生物多様性の保全と疾病制御の急務な必要性に対応する。この地域は、特有種が多く、絶滅率も高い。
• 人間の健康と農業に影響を及ぼす新興および無視されがちな熱帯疾患の負担に応える。
• 植民主義の歴史、自己決定権の喪失、過去の技術的実験の文脈を踏まえ、倫理的なイノベーションを実現する。
• 地域住民の合意、透明性、長期的な生態的および社会的安全性を最優先とする、EGE技術の責任ある展開のための枠組みを構築する。
• 科学的、倫理的、コミュニティベースの監視を統合することで、EGE開発および応用における不測の結果を最小限に抑える。

提案手法

• EGE技術を、集団動態に基づき4つのタイプに分類する：タイプ0（一時的でドライブでない）、タイプ1（一時的で自己制限型）、タイプ2aおよび2b（閾値依存型）、およびタイプ3（条件を問わずドライブ型、例：CRISPRベースの遺伝子ドライブ）。
• 進化的および集団遺伝学的モデルを用いて、野生集団におけるEGEシステムの広がり、持続性、および逆転可能性を予測する。
• 閾値要件と不可逆的広がりの可能性に基づき、遺伝子ドライブシステムを区別する。特に、タイプ2bおよびタイプ3を「強力な」遺伝子ドライブとして区別する。
• 内在的な逆転可能化、封じ込め戦略、突然変異耐性といった安全対策を統合し、オフターゲット生態的影響を低減する。
• 人道的および保全団体を含む、早期で包括的なコミュニティ参加とマルチステークホルダーガバナンスを提唱する。
• 展開前に公的懸念に応えるために、生態的および健康的影響に関する予防的研究を推進する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 EGE技術は、インド太平洋地域の特異な島嶼生態系において、どのように倫理的かつ効果的に生物多様性の保全と疾病の撲滅に応用可能か？
• RQ2 タイプ0、1、2a、2b、3のEGEシステムにおける集団動態と逆転可能性の主な違いは何か。これらはリスク評価にどのように影響するか？
• RQ3 インド太平洋地域における歴史的不正と植民地主義的遺産は、どのように是正され、新しい遺伝子技術の公平で合意された展開を保証できるか？
• RQ4 EGE応用に関する誤解を防ぎ、公的信頼を築くために、どのようなガバナンスおよびコミュニケーション戦略が必要か？
• RQ5 遺伝子ドライブの抑制や病原体の適応といった、不測の進化的反応は、EGEシステムでどの程度予測可能で、低減可能か？

主な発見

• CRISPRベースの遺伝子ドライブを含むタイプ3 EGEシステムは、極めて低い頻度から集団に侵入可能であり、不可逆的である可能性が高く、顕著な生態的および倫理的リスクを伴う。
• タイプ2bおよびタイプ3 EGEシステムは、移動や選択圧の条件下で、野生集団に広く広がり、持続するものと予測されるが、タイプ1およびタイプ2aシステムは時間の経過とともに消滅傾向にある。
• ワルバキアやトランスポゾン要素といった自然のシステムが、すでに種間を越えて広がり、適合度のコストを示していることから、強固な封じ込めおよび逆転メカニズムの必要性が浮き彫りになる。
• EGE設計において、効率（ドライブ能力）と逆転可能性の間には、特にタイプ2aおよびタイプ2bシステムにおいて、重要なバランスがある。これはリスク・ベネフィットのトレードオフに影響を与える。
• 地域住民は意思決定の中心に置かれるべきである。EGEの応用は、影響を受ける住民が望む場合にのみ実施され、実験的試験場としての使用は許されない。
• 誤情報と公的不信は主な課題である。EGE展開の社会的許容性を確保するためには、透明なコミュニケーションと早期のコミュニティ参加が不可欠である。