危険なレベルの地球温暖化を防ぐには、化石燃料の使用をすぐにやめる必要があるが、それは事実上不可能だ。ゆえに科学者たちは、大気中の炭素を集めて固定する技術も必要だという。

 その最たる手段の1つが植物だ。植物は光合成によって毎年数百億トンもの二酸化炭素(CO2)を大気中から除去している。そうした炭素の約半分は植物の根や土壌に貯留され、数百年から数千年にわたって地中にとどまることになる。

 では、植物や土壌がもっと炭素を除去するようにできるとしたらどうだろう? CRISPR-Cas9(クリスパー・キャスナイン)というゲノム編集技術が、それを可能にするかもしれない。この技術は、生命の設計図であるDNAを迅速かつ正確に編集する、画期的な分子生物学ツールだ。

 CRISPR-Cas9の開発者であるジェニファー・ダウドナ氏が設立した米イノベーティブ・ゲノミクス研究所(IGI)は2022年6月、このアイデアを本格的に探りはじめた。IGIの植物遺伝学者、土壌科学者、微生物生態学者からなるチームは、慈善団体チャン・ザッカーバーグ・イニシアチブから1100万ドル(約15億円)の寄付を受け、新しい作物品種を生み出す3年間のプロジェクトに乗り出した。

 彼らの目標は、CRISPRを用いたゲノム編集で、光合成の効率や土壌中に送り込む炭素の量を高める植物をつくることだ。そうしてゲノム編集されたイネやモロコシ(ソルガム)を世界中に植えれば、大気中から年間10億トン以上のCO2を除去することが期待できるという。その取り組みを一つひとつ紹介する。

光合成の効率を高める

 植物は、光合成によって大気中のCO2を有機物に変えて取り込んでいる。だが、光合成の効率はもっと上げる余地があると、米カリフォルニア大学バークレー校の植物生物学者でIGIの研究チームのメンバーであるデビッド・サベージ氏は説明する。例えば、日差しが強いと、植物は水や養分が不足しないように光の利用を抑えてしまう。しかし、人間が水と肥料を十分に与えるなら、光合成を抑える必要はないはずだ。

 研究者たちは何年も前から、細菌や他の植物の遺伝子を導入するという従来の遺伝子工学の手法で、光合成の効率を高めようとしてきた。しかし、CRISPRによるゲノム編集は違う。外来のDNAを一切導入せずに、その植物自身のゲノムを分子のハサミで迅速かつ正確に切り貼りするのだ。サベージ氏は、「これまで不可能だった(光合成の)反応経路の最適化が可能になるのです」と話す。

次ページ:土壌への貯留量を増やすには