本技術開発は、ＮＥＤＯ（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）で公募された事業「植物等の生物を用いた高機能品生産技術の開発」に、本研究チームが「高機能組換え植物組織培養によるビタミンD ₃ 高効率生産技術の開発」を応募し、採択されたものです。

急激に進む高齢化社会において、骨粗しょう症の患者数は、国内だけで潜在的に1,300万人もの方がおり、その治療薬の有効成分として活性型ビタミンD ₃ が用いられています。本開発では、各大学でナス科植物のゲノム編集 遺伝子操作により、活性型ビタミンD ₃ の代謝機能 を飛躍的に高めるとともに、改良した植物の生育環境の最適化制御技術と培養技術、および抽出・精製技術を駆使し、ビタミンD ₃ の含有量を野生種の400倍に増加させることを目指します。

この研究は2016年からの5年間で計画しており、得られた成果を活用して、活性型ビタミンD ₃ 中間体の製造・販売事業を企業化することを目標としています。

本開発の主な実施項目は、以下の3つです。

①ゲノム編集技術等を用いた活性型ビタミンD ₃ 代謝経路の改変・蓄積組織の増強により、ビタミンD ₃ の生産性を高めた植物の創出
②培養条件の制御やスケールアップの容易さに優れた植物組織の組織培養 技術による大量生産と培養施設の最適環境制御を融合した高効率生産システムの構築
③代謝成分であるビタミンD ₃ の効率的抽出・精製技術の構築

図1　開発技術の実施概要

研究チームの役割分担

近年、医薬品の分野では、世界的に低分子化合物から、遺伝子組換え技術等を用いたバイオ医薬へ大きくシフトしつつあり、その市場は2010年の900億ドルから2015年には1900億ドル（バイオ後発品を含めれば2090億ドル）の規模に増大しています。

医薬品の原薬や中間体は、複雑な化学構造を有しており、化学的に合成するには多段階の反応を組み合せて製造しています。これに変わる手法として着目されているのが、植物や微生物の代謝を利用して工業的に製造する「スマートセルインダストリー」です。

この手法に用いられる遺伝子組み換え技術やゲノム編集技術は、海外のメガファーマ企業やベンチャー企業が先行していますが、今回公募されたNEDOの事業は、これらの技術の国産化とその応用を促進するものです。