植物由来のサポニン発見、干ばつ耐性イネ系統の開発...インドバイオテクノロジー庁レビュー(上)

2022年04月22日 青木 一彦(JST元インドリエゾンオフィサー)

インドのバイオテクノロジーの分野はどのような成果を上げているのか、またどのような方向に進んでいるのだろうか。それを知る情報源の一つは、インド科学技術省傘下のバイオテクノロジー庁(DBT)が取り組んだ施策のレビューだろう(2021年12月31日発表)。

レビューは12項目にわたってDBTの成功事例(Sector-wise achievements/Success stories)をリストアップ。具体的には、畜産、水産養殖および海洋バイオテクノロジー、人工知能(AI)を含む計算生物学、バイオエナジーと環境バイオテクノロジーの各事例を挙げた。このほか、社会的プログラム、HRDプログラム、北東部地域でのバイオテクノロジーの促進、国際パートナーシップ、新型コロナウイルス感染症(COVID-19)パンデミックとの闘いにおけるDBTの取り組み、科学アウトリーチプログラムなどについても報告した。

1~4では医療バイオテクノロジーや農業バイオテクノロジーなどの成果について紹介している。その主な内容は以下の通り。

1. 医療バイオテクノロジー

<基礎研究>

  • 結核患者の細胞内で結核によって誘発された亜鉛と悪液質との間の分子的関連。
  • ジカウイルス感染症で妊娠中に蚊媒介性ウイルスに感染した母親から生まれた乳児における神経学的合併症。
  • 自毛移植において患者自身の頭皮の慢性創傷に毛を移植すると損傷した皮膚の完全な修復が促進されることの実証。
  • 重度の精神疾患を持つ家族と個人と一般集団との差異についての研究。
  • 頭を取り除いた扁形動物が動くことを可能にする独特の光受容細胞の発見。
  • 深部神経ネットワークの距離比較に関し、ランダムに初期化されたネットワークの存在の発見。
  • 細胞の恒常性維持におけるRNAポリメラーゼ複合体の不活性化の変換の発見。
  • 乳がんの進行に重要な影響を与えるYAP発がん性シグナル伝達の重要な役割の発見。

<応用研究>

  • 8000人を超える女性の出生率や低体重児率の解析。
  • 血友病のインドで最初の遺伝子治療臨床試験の承認。
  • 急性脳虚血性脳卒中の治療に使用されることが期待される2つの概念のプロトタイプ化。
  • がんの早期発見と診断に有益な腫瘍関連抗原SPAG9の発見。
  • 薬剤耐性黄色ブドウ球菌に対する新たなペプチドなどの開発。
  • ワクチン開発のために化学修飾されたmRNAの合成。
  • 鉄およびビタミンB12欠乏症に対する対処技術の開発。
  • 口腔がんのゲノム変異のデータベースであるdbGENVOCの作成。
  • WHO(世界保健機関)のインド・カントリーオフィスは、DBTと協力して、新しい抗生物質の研究、発見、開発を導くための抗生物質耐性菌の世界的な優先リストに沿って、インドに関連する薬剤耐性微生物病原体のリストを作成した。このリストは、インドにとって新しく効果的な抗生物質の研究開発の優先順位付けのために役立つ。
  • アルツハイマー病の早期診断のためのさまざまなモジュールの統合を通じて開発された世界初のマルチモーダル脳イメージングデータ(SWADESH)の開発。
  • NCCSで開発された安定したクローンは、カナダのApplied Biological Materials Incに商業化ライセンス供与された。
  • ウイルス粒子を使用した細胞内の遺伝子の編集の確立。
  • 結核菌に対する一次薬剤の標的化のための非病原性細菌の膜操作小胞の開発。

2.農業バイオテクノロジー、畜産、水産養殖および海洋バイオテクノロジー

<基礎研究>

  • イネのデータセットの統合によるイネのストレスと記憶経路のリンクの研究。
  • トマト黄化葉巻ニューデリーウイルス(ToLCNDV)感染に対する耐性トマト品種によって展開された効果的な防御戦略の研究。
  • 被子植物で増殖する細胞因子ネットワークによる葉の構成を促進するメカニズムの研究。
  • ゲノミクス支援育種と作物改良の加速の研究。
  • 国内で利用可能な生物資源の遺伝子型の特性評価。

<応用研究>

  • 国内初の非遺伝子組み換え除草剤耐性バスマティ米品種の開発。
  • 2つの干ばつ耐性を保有する干ばつ耐性イネ系統の開発。
  • 人気品種「改良ホワイトポニー」米品種の耐塩性バージョンの開発と登録。
  • 干ばつ耐性のあるイネ品種の発表とチャッティースガル州での登録。
  • 水没条件下で高収量、高籾殻、粉砕、穀物の白濁がない米品種の発表。
  • 短期間で育つイネ品種であるADT55のタミルナードゥ州での発表。
  • 錆病に対する耐性のあるコムギ系統の開発。
  • 耐錆性が改善された4つのアブラナ属系統の開発。
  • 干ばつに強いヒヨコマメの品種IPCL4-14やBG4005の発表。
  • 収穫後損失の問題に対処できる革新的で安価なデバイスが開発され、この技術の商業化のためにスタートアップFruvetech Pvt Ltd(CIN:U72900DL2021PTC376517)が登録された。
  • バラナシのIRRIにスピード育種施設を設立。
  • National Genomics and Genotyping Facilityを設立。
  • 国内外の研究所や大学で実施されている大規模ゲノミクス等のビッグデータの分析を行うスーパーコンピューティング施設をNABIに設立。
  • 在来種の牛の純粋な品種を保存できるインド初のSNPチップの開発。
  • ハイデラバードの国立動物バイオテクノロジー研究所で人獣共通感染症および国境を越えた病原体の重要な細菌、ウイルス、寄生虫感染症の監視を実施するFirst One Healthメガプロジェクトがスタート。
  • ミルク中のオキシテトラサイクリンの検出システムの開発。
  • ブルセラ症の検出キットの開発。
  • 家畜の無症候性乳房炎を検出するためのナノ粒子ベース現場適用キットの開発。
  • 魚および甲殻類の水産養殖における生餌の潜在的な候補の新規特定。
  • Avicenniamarinaと呼ばれる非常に強い耐塩性ゲノムをDBTとアンナマライ大学から報告。
  • 海洋生物資源とバイオテクノロジーのネットワークのコンソーシアムの下で7つのネットワークプロジェクトを実施。
  • 地球科学省との間で相互協力に関する覚書が締結され、両組織の専門知識とサービスが一体となって関連する問題に取り組むために協力した。
  • 地球科学省と極海洋研究センターの設立に署名し、両組織の専門知識とサービスが一体となって極地生物学の分野に対応した。
  • デング熱に対する最初の植物薬の臨床試験の実施。

3. 人工知能(AI)を含む計算生物学

  • Biotech-PRIDE(データ交換による研究とイノベーションの促進)ガイドラインが大規模な専門家による協議と省庁間の協議を通じて作成され、国内で生まれた知識と情報の大量の生物学的データの共有と交換が促進された。
  • インドの生物学的データセンター(IBDC) フェーズIプロジェクトでは、さまざまな政府機関からの広範な資金提供を通じて、国内で生まれた生物学的データを保管・共有した。IBDCはデータストレージと分析に関するトレーニングプログラムを実施して、国内のデータサイエンスに熟練した人材の数を増やすことを義務付けられている。
  • NITI Aayog(インド政府政策シンクタンク)の政策に従って、AIプロジェクトを支援した。
  • Imaging Bio Bank for Cancerは、医学部、研究所、IIT(インド工科大学)と共同でサポートされており、がんの高度な研究のためのAIツールとデータベースを開発し、がんの診断/予後とがん治療を目指した。
  • 科学文献や公開データベースの情報をすべて吸収することにより、世界で最も包括的な人体アトラスを構築するための「MANAV:人間アトラスイニシアチブ」を立ち上げた。
  1. (1) プラットフォームの開発:データキャプチャ、データ検証などで最大100人の学生を対象に概念 実証(PoC)を実行できるManav 1.0プラットフォームが開発された。
  2. (2) 臓器(皮膚)モデルの開発:皮膚モデルを開発するための人間の皮膚に関する公的に入手可能な科学論文が特定された。
  3. (3) 科学的スキルアップとManavコミュニティの構築:Manavプロジェクトの認知度を高めるために、複数のアウトリーチとネットワーク構築の活動が組織された。パンカントリーイニシアチブは、さまざまなアプローチを通じて学生コミュニティに手を差し伸べるために組織され、インドの20州の58の都市で、1,700人を超える学生、64の学部、61人の査読者が在籍する。

4.バイオエネルギーと環境バイオテクノロジー

  • 科学者らは、人工真菌株を使用してセルロース酵素技術を開発し、その技術を約15,000Lスケールにスケールアップし、商業規模でセルラーゼ酵素を生産するプラットフォームを提供した。
  • 1日あたり0.5〜1トンの二酸化炭素(CO2)回収パイロットプラント(IoTにより完全にコンピューター制御)を産業用に開発した。
  • 植物由来のバイオ活性剤であり、さまざまな環境条件下で優れた安定性を示し、石油貯留層からの残留油の回収などに有益なサポニンを発見した。
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