フードロス「ゼロ」への挑戦！　―産業植物で食のミライをかえる―

 

 

村中 俊哉

大阪大学 先導的学際研究機構 特任教授 

 

クラウドファンディング支援者の皆様へ

 

このたびは、本プロジェクトに関心を寄せていただき、誠にありがとうございます。私は、これまで大学や企業、研究機関において植物バイオテクノロジーの研究に携わり、植物の可能性を最大限に活かす方法を模索してきました。そして今、私たちは「産業植物」という新しい概念を提唱し、食の未来を変えるプロジェクトを推進しています。

 

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なぜクラウドファンディングに挑戦するのか

 

私たちが目指すのは、単なる食糧生産の効率化ではなく、フードロスという社会課題の解決、さらには「人の健康」と「地球環境の持続可能性」の両立です。これまでの農業の枠組みでは、可食部以外の廃棄物が必ず発生してしまうのが当たり前でした。しかし、私たちは植物の可能性を最大限に引き出すことで、この常識を覆そうとしています。

 

「産業植物」という新たな概念を確立し、フードロス「ゼロ」を実現するためには、多くの研究・技術開発が必要です。しかし、この挑戦には大きな資金が必要であり、皆様のご支援が不可欠です。未来の食のあり方を変え、地球環境を守るための第一歩を、一緒に踏み出していただけませんか？

 

 

 

 

ゲノム編集技術に関しての解説（講演動画提供：NPO食の安全と安心を科学する会）

より詳しく知りたい方は、以下の動画をご覧ください。

 

 

 

私たちが日々口にする農作物は、すべて野生の植物から長い年月をかけて栽培化されたものです。しかし、その中でも特に「毒」に気をつけなければならない作物がジャガイモです。

 

世界的に生産量の多いコムギ、イネ、とうもろこしと比べても、ジャガイモだけは食用部分に毒性が含まれるため、取り扱いに注意が必要です。

 

「ジャガイモの芽には毒があり、食べてはいけない」というのはよく知られていますが、その毒性は芽だけでなく皮の緑色部分にも蓄積されることが分かっています。少量ならばえぐ味を感じる程度ですが、多量に摂取すると吐き気やおう吐、下痢などの症状を引き起こし、年間数件の食中毒事故が国内で報告されています。ある小学校では、生徒たちが育てたジャガイモを調理して食べた結果、食中毒事故が発生しました。調査の結果、ジャガイモの皮が緑化しており、そこに毒が蓄積されていたことが判明しました。特に日光にさらされると毒が増加するため、栽培環境や保存方法が重要になります。

 

 

このようなリスクがあるため、ジャガイモは収穫後に徹底した管理が必要です。遮光された低温の環境で保存し、発芽を抑えるためのエチレン処理が行われますが、これらの管理作業は、生産者や流通業者にとって大きな負担となっています。

 

また、加工業者にとっても安全性を確保するために芽や皮を大きく削る必要があり、食品ロスの原因にもなっています。

 

さらに、ジャガイモの保存可能期間は最長で1年ですが、主な生産地である北海道では収穫時期が限られており、不作が発生すると供給が不安定になる問題も抱えています。2017年にはジャガイモ不足が原因でポテトチップスが品薄になり、社会問題となったことも記憶に新しいでしょう。

 

 

私たちが日常的に食べている作物の中で、ジャガイモほど毒に注意しなければならないものはほとんどありません。同じナス科のトマトにはトマチンという毒が含まれますが、品種改良によって熟したトマトの実には毒がほとんどなくなりました。実は、こうした品種改良の歴史の中で、私たち人間は自然に発生した突然変異を活用しながら、有用な作物を育ててきたのです。

 

突然変異は、遺伝子情報を持つDNAの一部が破壊されることで生じます。DNAは二重らせん構造をしており、紫外線や環境要因によって損傷することがよくあります。通常、生物はそれを修復する能力を持っていますが、ごくまれに修復ミスが起こり、遺伝子の配列が変化して新たな性質が生まれることがあります。これが突然変異です。近年では、放射線やイオンビームを照射して突然変異を人為的に引き起こし、有用な品種を選び出す手法が用いられています。

 

しかしながら、ジャガイモでは毒を持たない品種の開発が困難でした。その理由は、ジャガイモが「4倍体植物」であることにあります。ヒトなどの動物は、2つの親から遺伝情報を受け継ぐ「2倍体」ですが、ジャガイモは同じ遺伝子を4セット持っているため、突然変異による性質の変化が起こりにくいのです。

 

 

そこで私たちの研究グループは、ゲノム編集技術を活用してジャガイモの毒をなくす研究を進めています。ジャガイモの毒性は、ソラニンやチャコニンといったステロイドグリコアルカロイド（SGA）と呼ばれる化合物に由来します。植物は生存戦略の一環としてさまざまな化学物質を生産しますが、SGAもその一つです。

 

私たちはジャガイモの酵素遺伝子を詳細に調べ、SGAの生成に関わるSterol side chain reductase 2（SSR2）遺伝子を特定しました。このSSR2遺伝子がコレステロールを合成することで、最終的にSGAが作られることが判明しました。そこで、ゲノム編集技術を用いてSSR2遺伝子を破壊することで、SGAの生成を抑えることに成功しました。

 

さらに、SSR2の下流にある16DOX遺伝子の働きを抑制することで、ジャガイモの芽が伸びなくなる現象が確認されました。この成果により、収穫後に芽が伸びないジャガイモを開発できる可能性が生まれました。生産者や流通業者にとって、毒のないジャガイモであるだけでなく、発芽を抑えることができれば、管理コストを大幅に削減できると期待されています。

 

 

 

 

ゲノム編集技術を活用したジャガイモの改良は、農業だけでなく、食品産業全体に大きな影響を与える可能性があります。SGAの抑制により毒性を低減させることで、安全性が向上し、食品ロスの削減にもつながります。また、芽が伸びにくくなることで長期保存が可能になり、安定供給が実現できる可能性もあります。

 

私たちは、ゲノム編集技術を活用して「毒がなく、芽が出ないジャガイモ」の開発に注力し、この研究をさらに発展させていきます。安全で持続可能な食料生産を目指し、より多くの人々に貢献できる技術を確立することを目標としています。このプロジェクトを通じて、ジャガイモの生産・流通・消費の在り方を大きく変えていきます。 

 

 

 

 

植物は、過酷な環境でも生き抜くために、自らさまざまな化合物を作り出してきました。これらは「特化代謝産物」と呼ばれ、医薬品や食品、香料、工業材料など、私たちの暮らしに幅広く利用されています。その中でも、甘草（カンゾウ）の根に含まれるグリチルリチンは、漢方薬の主要成分として使われるだけでなく、抗炎症作用や肝機能の強化作用をもつため、医薬品の成分としても活用されています。また、砂糖の150倍もの甘さを持つため、食品の甘味料としても利用されています。しかし、この貴重な成分の供給は、主に天然の甘草に頼っており、環境負荷の増加や供給の不安定さ、長い栽培期間などが課題となっています。

 

そこで、新しい解決策として注目されたのが、植物の「毛状根培養」です。毛状根とは、植物の根に由来する特殊な組織で、安定した環境で成分を生産できる特性を持っています。朝鮮人参の毛状根培養では、朝鮮人参に特有のサポニンが生産されることが知られています。しかし、甘草の毛状根培養では、ほとんどグリチルリチンを生産しません。この違いは、代謝経路の活性や調整機構の違いによるものと考えられます。

 

 

私たちは甘草の毛状根培養でグリチルリチンを生産できるようにするため、ゲノム編集技術を活用しました。甘草にはグリチルリチンとは異なるソヤサポニンなどのサポニン類を作る代謝経路が存在し、これがグリチルリチンの生産を妨げている可能性がありました。

 

そこで、CRISPR/Cas9というゲノム編集技術を用いて、CYP93E3とCYP72A566という二つの遺伝子をノックアウト（機能を失わせる）し、甘草の代謝をグリチルリチンの生産に集中させることを試みました。その結果、この二重ノックアウト毛状根では、明らかにグリチルリチンの蓄積量が増加しました。

 

 

また、通常の栽培方法では、必ず可食部以外の廃棄物が発生します。一方、植物組織の高度な培養技術を活用すれば、可食部のみを選択的に培養することが可能です。

 

私たちは、ゲノム編集技術を駆使し、薬用植物甘草のグリチルリチンのような付加価値の高い薬用成分を作り出す植物組織の簡易培養方法を開発しています。将来的には、培養液のリサイクル・リユースを含むフードロス完全ゼロの実現を目指し、持続可能な資源利用のモデルを構築していきます。

 

 

今後の課題として、この毛状根を使った生産を、より効率的に行うための培養システムを開発することが挙げられます。培養の最適な条件を探り、大規模な生産が可能なシステムを構築することで、持続可能なグリチルリチン供給が実現できると期待しています。

 

私たちの研究から、植物の代謝ネットワークを調整し、競合する経路を抑えることで、目的の成分をより多く生産できることが明らかになりました。毛状根培養は遺伝子改変がしやすいため、今回の研究で得られた知見を他の有用植物成分の生産にも応用できる可能性があります。

 

今後は生産効率のさらなる向上を目指し、培養環境の改良や成分の抽出技術の向上、に取り組み、将来的には工業規模での生産を目指していきます。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

大阪大学へのご寄附については、税制上の優遇措置が受けられます。

 

寄附金領収書（寄附金控除証明）

領収書は、大阪大学に入金がある2025年7月の日付になります。また、2025年8月末までに寄附者さまへ送付します。そのため、2025年分として確定申告をお願いいたします。法人寄附者さまの決算処理などを踏まえ、上記スケジュールでの領収書発行で問題がないかご確認をお願いいたします。
 

個人の皆さま

■所得税の軽減

大阪大学への寄附金は、所得税法上の寄附金控除の対象となる特定寄附金（所得税法第78条第2項第2号）として 財務大臣から指定されています。具体的には、寄附金の額（当該年分の総所得金額等の40％を限度とする。）から2,000円を除いた額を所得から控除することができます。

 ■住民税の軽減

大阪大学への寄附金を個人住民税の控除対象としている都道府県・市区町村にお住まいの皆さまは寄附金税額控除の適用を受けることができます。

 

具体的には、寄附金の額（当該年分の総所得金額等の30%を限度とする。）から2,000円を除いた額に対し、以下の率を乗じた額が、翌年の個人住民税額から控除されます。　

・大阪市：10%（府民税2%+市民税8%）

・吹田市・豊中市・茨木市・箕面市：10%（府民税4%+市民税6%）

・堺市：2%（府民税のみ）

・上記以外の大阪府下の市町村：4%（府民税のみ）

 

大阪府（個人住民税控除対象外の市町村）にお住まいの方は、寄附金の額（当該年分の総所得金額等の30%を限度とする。）から2,000円を除いた額に4%（都道府県民税）を乗じた額が、翌年の個人住民税から控除されます。

 

法人様

大阪大学への寄附金は、法人税法上の指定寄附金（法人税法第37条第3項第2号）として財務大臣から指定されています。具体的には、寄附金の全額を、一般の寄附金の損金算入限度額と別枠で、損金算入することができます。

 

 

▽ご寄附の前に、利用規約（https://legal.readyfor.jp/guidelines/terms_of_service_index/terms_of_service/）を必ずご一読ください

▽大阪大学クラウドファンディングの他のプロジェクトについては、大阪大学クラウドファンディング特設ページ（https://readyfor.jp/lp/osaka_univ/index.html）をご覧ください。

▽大阪大学未来基金へのご寄附により本学が取得しました個人情報につきましては、本基金に関する業務（お礼状・領収書の送付、ご寄附芳名録作成、本学からのお知らせ、本学での各種分析等）などに使用させていただきます。

▽寄附完了時に「応援コメント」としていただいたメッセージは、本プロジェクトのPRのために利用させていただく場合があります。

▽寄附後のお届け先の変更はできません、お間違いのないようご注意ください。

▽寄附時にご回答いただく質問項目への回答は寄附確定後、変更できません。

▽ご寄附に関するご質問は、こちら（https://faq.readyfor.jp/）をご覧ください。

 

ギフトについてのご留意事項

▽ギフトの海外発送はいたしかねますのであらかじめご了承ください。

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