クローン羊ドリーとクローン技術の科学

1996年7月、エディンバラ郊外の静かな研究施設で、一頭の子羊が生まれた。見た目はまったくありふれたものだった。白い顔をして、脚はまだ少しおぼつかず、スコットランドの丘の農場に生まれるどんな新生児とも同じように乳を飲み、眠った。しかしこの一頭の動物は、数か月後に発表されたとき、あらゆる大陸の新聞、議会、教会の説教壇に波紋を広げることになる秘密を抱えていた。彼女には父親がいなかった。ある意味では母親もいなかった。少なくとも、生物学がこれまでつねに要求してきたような形では。彼女は、ある成羊の乳房から採取された一個の細胞から育てられたのであり、その成羊は彼女が生まれた時点ですでに死んでいた。

彼女の名前はドリー、成体の体細胞からクローンされた史上初の哺乳類だった。彼女を作り出したロスリン研究所の科学者たちは、ちょっとした遊び心をこめてこの名前を選んだ。細胞が乳腺由来だったため、カントリー歌手のドリー・パートンほど有名な乳腺はほかに思いつかなかったのだ。この冗談の裏には、二十世紀でもっとも重大な意味を持つ生物学実験のひとつがあった。細胞の発生という一方通行とされてきた道のりが、十分な創意工夫さえあれば逆向きに進められることを示す実証だった。

クローンとは実際に何を意味するのか

「クローン」という言葉はゆるく使われがちなので、正確を期すことが役に立つ。クローンとは、単に別の生物と遺伝的に同一の生物のことである。この定義からすれば、クローンはまったく珍しいものではない。一卵性双生児は互いの天然のクローンであり、一個の受精卵が二つに分かれることで生じる。園芸家は植物をつねにクローンしており、健康な茎から挿し穂を切り取り、発根させて遺伝的なコピーを作る。細菌は分裂するたびに自らをクローンしている。

ドリーを並外れたものにしたのは、彼女がクローンだったことではなく、どのように作られたかだった。彼女は体細胞核移植と呼ばれる手法、しばしばSCNTと略される技術によって生み出された。体細胞とは、皮膚細胞、筋細胞、乳腺細胞といった、ごく普通の体の細胞のことで、卵子や精子のような生殖細胞とは対をなす。「核移植」の部分は、核、すなわち細胞のDNAを収めた小さな区画を、ある細胞から別の細胞へ移すことを指す。

SCNTが取り組んだ深遠な謎はこうである。あなたの体のあらゆる細胞は、ニューロンから肝細胞に至るまで、まったく同じ完全な遺伝情報一式を備えている。それでも肝細胞がニューロンとはまるで異なるふるまいをするのは、それぞれの細胞型が必要な遺伝子だけをオンにし、残りを沈黙させているからだ。二十世紀の大半を通じて、科学者たちは、いったん細胞が、たとえば乳腺細胞になると決まってしまえば、その決定は永続的で不可逆だと想定していた。ドリーはそうではないことを証明した。

ドリーはどのように作られたのか

手順は一段ずつ説明するとほとんど機械的に聞こえるが、各段階には何年もの改良が費やされた。**第一に、ドナー細胞。**研究者たちは六歳のフィン・ドーセット種の雌羊の乳腺から細胞を採取し、実験室で培養したのち、栄養を絶って休眠した静かな状態へと促した。**第二に、空の卵子。**彼らは別の品種の羊、スコティッシュ・ブラックフェイスから未受精卵を取り出し、その卵自身の核を取り除いて、初期発生の分子機構に富みながらも遺伝情報を剥ぎ取られた細胞を残した。

**第三に、融合。**電気のパルスを用いて、休眠した乳腺細胞と核を抜かれた卵子を融合させた。すると卵子の内部環境が驚くべきことを行った。成体の核を初期化し、自分がかつて乳腺細胞であったことを忘れさせ、代わりに受精したばかりの卵の核のようにふるまうよう仕向けたのである。**第四に、妊娠。**再構成された胚は、さらに三番目の羊、代理母の子宮に移植され、そこで発生し、やがて生まれた。

ドリーの遺伝物質はすべてフィン・ドーセットのドナー由来だったため、彼女はその動物の遺伝的コピーであり、卵子を提供したスコティッシュ・ブラックフェイスにも、彼女を身ごもった代理母にもまったく似ていなかった。効率は容赦なく低かった。チームは277個の再構成胚からドリーを生み出した。何百もの試みのうちのたった一つの成功である。その非効率さは、クローン技術にくり返し現れる主題となり、実際的にも倫理的にも重大な障害となった。

ドリーは比較的ふつうの一生を送り、自然に交尾し、ふつうのやり方で六頭の子羊を産んだ。彼女は関節炎と、羊によく見られる伝染性の肺の病気を患い、2003年、六歳で安楽死させられた。これは彼女の品種にしてはやや若い年齢だった。長年、人々はクローン技術が早期の老化を引き起こしたのだと推測していたが、のちにほかのクローン羊、ドリーと同じ細胞系列からクローンされた四頭を含む羊を調べた研究では、それらが正常に老化していることがわかった。そのため、彼女の短い一生がクローン技術そのものを反映していたのかという問いは、決着がついたというより、いまだに議論が続いている。

幹細胞はどこに位置づけられるのか

コピーされた羊という目新しさを超えて、なぜドリーがそれほど重要だったのかを理解するには、幹細胞を理解しなければならない。幹細胞とは、まだ単一の専門的な役割に決まっておらず、分裂する能力とほかの細胞型になる能力を保持している細胞である。すべての中でもっとも柔軟なのは、ごく初期の胚の細胞で、原理的には体内のあらゆる組織を生み出すことができる。これらは多能性、すなわち「多くのことができる」と呼ばれる。

ドリーの誕生は驚くべき含意をもたらした。もし卵子の環境が成体の核を胚の状態にまで完全にリセットできるのなら、発生の時計は一方通行のラチェットではなかったことになる。この考えは治療クローンの希望をかき立てた。治療クローンでは、SCNTは赤ん坊の動物を作るためではなく、特定の患者に遺伝的に適合した胚性幹細胞を生み出すために使われる。理論上、それらの細胞は、心筋の一片、糖尿病のためのインスリン産生細胞、パーキンソン病のためのニューロンといった置き換え用組織へと育てることができ、しかも通常の移植につきまとう免疫拒絶を伴わない。

もっとも影響力のある後続研究は2006年にやってきた。日本の科学者、山中伸弥が、卵子も胚もまったく用いずに、ごく少数の遺伝子をオンにするだけで成体細胞を多能性状態に初期化できることを示したのである。これらの人工多能性幹細胞、すなわちiPS細胞は、山中に2012年のノーベル賞の共同受賞をもたらし、胚をめぐる倫理的論争の多くを回避した。ドリーはその研究にとって決定的に重要な概念上の祖先だった。彼女は初期化がそもそも可能であることを証明し、その後、ほかの人々がより洗練された方法を見つけたのである。

ドリーが切り開いてしまった倫理的問い

記憶にある限り、これほど速やかに道徳的な決算を引き起こした生物学実験はなかった。1997年の発表から数か月のうちに、各国政府は法整備に奔走し、倫理委員会が招集され、「ヒトのクローン」という言葉はSFから真剣な公共の議論へと移っていった。問いはおおよそ二つの陣営に分かれた。

生殖クローン、すなわちまったく新しい個体を作り出すことは、ヒトに適用された場合、ほぼ普遍的な警戒を呼んだ。その理由は実際的でもあり哲学的でもあった。実際的には、この技術は危険で非効率だ。動物のクローンで見られた何百もの失敗胚と高率の奇形は、それをヒトで試みるという見通しを無謀なものにした。哲学的には、人々は人間の尊厳について、人を製造されたコピーとして扱うことについて、そして誰か別の人間の遺伝的な身代わりとして生まれてくる子どもについて懸念した。多くの国がヒトの生殖クローンを全面的に禁止し、主要な科学団体もそれを非難した。

治療クローンと胚性幹細胞研究は、より厄介だった。その恩恵、すなわち壊滅的な病気の潜在的な治療法は、現実的で説得力があった。しかしその方法は、初期のヒト胚を作り出してから細胞を採取するために解体することを伴い、多くの人がこれを萌芽期のヒトの生命の破壊とみなす。これは苦しみの軽減を、人間の生命がいつ保護に値するかについての深く抱かれた信念と対立させ、分別ある人々が正反対の側に立つことになった。iPS細胞の登場は、この特定の緊張を完全には解消しないまでも和らげた。なぜなら、それらの細胞は胚を用いずに作ることができるからだ。

動物のクローンはそれ自身の問いを生んだ。クローンされた家畜やペットは今や商業的現実であり、愛された使役犬や受賞歴のある競走馬のクローンもまた然りである。批判者たちは、低い成功率の陰に隠された動物の苦しみと、動物を再生産可能な製品として扱うことの倫理的な奇妙さを指摘し、擁護者たちは保全や農業における用途を強調する。

クローン技術が成し遂げたこと、成し遂げなかったこと

成果についてはっきりと見ておく価値がある。なぜなら、1997年の約束と今日の現実とのあいだの隔たりは示唆に富むからだ。哺乳類の生殖クローンは、多くの種にわたって実現可能であることが判明した。ドリーのあとには、クローンされたマウス、牛、豚、猫、犬、馬が続き、2018年には初のクローン霊長類、中国における二頭のカニクイザルが続いた。これは技術をヒトに一歩近づけ、倫理的議論を再燃させた。

しかし、より壮大な医学的夢は、かつて見出しが示唆したよりもゆっくりとしか進展してこなかった。ヒトにおける治療クローンは技術的に難しく倫理的に問題をはらむことが判明し、この分野のエネルギーの多くはiPS細胞やその他のアプローチへと移っていった。クローン技術は保全の分野で確固たるニッチを見出した。そこではクローンは絶滅危惧種の数を増やすための手段を提供する。アメリカで数十年前に凍結された細胞からクローンされた、エリザベス・アンという名のクロアシイタチは、失われた遺伝的多様性を苦境にある個体群へ再び注入するためにクローンを用いた注目すべき例となった。

ドリーのもっとも深い遺産は、商業的というより概念的なものだ。彼女は生命がどのように発生するかについての長年の前提をくつがえし、細胞のアイデンティティが誰もが信じていたよりもはるかに柔軟であることを示し、今や再生医療を支える細胞初期化という分野全体への扉を開いた。剥製となったドリーは、今日エディンバラのスコットランド国立博物館に立っている。ガラスの向こうに置かれた小さな白い羊で、生物学の一章を書き換えた動物にしては、見かけは欺くほどありふれている。

重要なポイント

クローン羊ドリーは、1996年に生まれ1997年に世界へ発表された、成体の体細胞からクローンされた史上初の哺乳類であり、ごく普通の乳腺細胞の核を核を抜いた卵子の中に入れて胚の状態へと初期化する体細胞核移植によって作り出された。彼女の誕生は、専門化した細胞が決してその運命を逆転できないという前提を打ち砕き、幹細胞科学の、そして最終的には卵子も胚も用いずに細胞を初期化できる人工多能性幹細胞のための概念的な礎を築いた。彼女はまた、世界的な倫理的決算を迫り、ヒトでは広く禁止されている生殖クローンと、適合した置き換え用組織を育てることを目指す治療的用途との区別を鋭くした。数十年を経た今も、クローン技術は技術的に難しく非効率なままで、そのもっとも壮大な医学的約束は部分的にしか実現していないが、その真の重要性は、それが明らかにしたことにある。すなわち、生きた細胞の発生の時計は、適切な条件の下では、巻き戻すことができるということだ。