牛乳の中でヒトインスリンを生成できる最初の牛として、牛が歴史に名を残しました。イリノイ大学アーバナ・シャンペーン大学とサンパウロ大学の研究者らによるこの画期的な成果は、インスリン生産の新時代の到来をもたらし、いつか医薬品不足とインスリン疾患を抱えて暮らす人々の高額なコストを解消する可能性がある。 糖尿病.
乳房、タンパク質工場
「母なる自然は、本当に効率的にタンパク質を作る工場として乳腺を設計しました。私たちはそのシステムを利用して、世界中の何億人もの人々を助けることができるタンパク質を生産することができます」と彼は言います。 マット・ウィーラー、イリノイ大学動物科学部の教授であり、2006 年に発表された研究の主著者。 バイオテクノロジージャーナル (ここにリンクします).
ブラジルのWheelerらは、プロインスリン（活性型インスリンのタンパク質前駆体）をコードするヒトDNAの一部を10頭のウシ胚の細胞核に挿入した。これらを正常な牛の子宮に移植し、トランスジェニック標本が誕生しました。最新の遺伝子工学技術のおかげで、ヒトの DNA が発現の対象となっています* プロインスリンは乳房組織にのみ存在します。
牛乳中のインスリン、予期せぬ驚き
牛が成熟したとき、研究チームは標準的な人工授精技術を使って受精させようとしたが失敗した。代わりに、研究者らはホルモンを使用して彼の最初の授乳を刺激しました。
授乳により生成される乳汁は、妊娠が成功した後に発生するものよりも少なくなります。しかし、ヒトのプロインスリンと驚くべきことにインスリンの両方が牛乳から検出されました。
「私たちの目標は、プロインスリンを製造し、それをインスリンに精製し、そこから出発することでした。しかし、基本的には牛が自分で加工しました。それはプロインスリン１に対して生物学的に活性なインスリンを約３の割合で生成する」とウィーラー氏は語った。
乳腺は不思議なものです。
マット・ウィーラー、イリノイ大学
膨大な生産可能性
インスリンとプロインスリンは、使用するには抽出して精製する必要がありますが、牛乳中では 1 リットルあたり数グラムで表現されています。しかし、授乳がホルモンによって誘発され、乳量が予想よりも少なかったため、研究チームは典型的な授乳でどの程度のインスリンが生成されるかを正確に言うことはできない。
ウィーラー氏は保守的に、もし牛が1リットルあたり40グラムのインスリンを生産できれば（典型的なホルスタイン種は50日に0,0347～XNUMXリットル生産する）、それは大量のインスリンになるだろうと言う。特に、インスリンの一般的な単位が XNUMX ミリグラムに相当することを考慮すると、
「これは、28.818グラムが50単位のインスリンに相当することを意味します」とウィーラー氏は述べた。 「そして、それはわずかXNUMXリットルです。ホルスタイン種の牛はXNUMX日にXNUMXリットルの水を生産できます。あなたが計算してください。」
専用の牛（というか牧場）へ。
研究チームは、別の牛を使ってこのプロセスを改良することを計画しており、次世代では妊娠と完全な授乳サイクルでより大きな成功を収めることができると楽観的です。研究者らは最終的に、メスと交配するトランスジェニック雄牛を作成し、専用の群れを確立するために使用できるトランスジェニック子孫を作成したいと考えている。
ウィーラー氏は、小規模な群れであっても、インスリンを生産するための既存の方法（遺伝子組み換え酵母や細菌）をすぐに打ち負かすことができ、高度な技術的な施設やインフラを構築することなくそれを行うことができると述べています。
「牛乳中のインスリンを大量生産するには、専門的で高度な家畜保健施設が必要です」とウィーラー氏は言います。しかし、私たちの確立された乳業にとって、それほど異常なことは何もありません。」
インスリン不足のない未来
トランスジェニック牛が世界中の糖尿病患者にインスリンを提供できるようになる前に、インスリン製品を収集および精製する効率的なシステムと、FDA の承認が必要です。しかし、ウィーラー氏はその日が来ると確信している。
私は、小さな農場に相当する約 100 頭の動物の群れが、国全体に必要なすべてのインスリンを生産する未来を想像できます。そして、群れが大きくなれば、XNUMX年で世界の供給量を生産できるでしょう。
「牧草地にいる」革命的な牛たち
この画期的な進歩は、糖尿病患者のインスリン不足と高額な費用に対する解決策となる可能性があります。これは、医薬品製造に対する考え方のパラダイムシフトを示しています。
インスリン生産の未来は、高価なハイテク研究室や工業プラントではなく、厩舎にあるかもしれません。発酵槽やバイオリアクターの代わりに牛を飼うこともできます。バイオテクノロジーの無菌的な精密さの代わりに、農場のような温もりを得ることができます。
もちろん、「牛製」インスリンが市場に登場するまでには、まだ多くの作業が必要です。しかし一方で、この先駆的な牛は、自然とテクノロジーが人類の利益のために協力する未来を私たちに垣間見せてくれました。最も重要なイノベーションが研究室の白衣からではなく、農場のチェックシャツから生まれる未来。
* 遺伝子配列が読み取られ、タンパク質産物に翻訳されるプロセス
