第2章 科学技術の戦略的重点化

生命プログラム再現科学技術

• a）ゲノム科学研究の推進
  　ヒトゲノムの精密解読完了の成果を踏まえ、文部科学省はポストゲノム研究の一環として、平成16年度より「ゲノムネットワークプロジェクト」を開始した。このプロジェクトでは、生体分子間の相互作用などの網羅的な解析を中心に、生命活動を成立させているネットワークを明らかにすることにより、生命科学に関する基本的問題の解明、疾患の発症機構の解明、新しい治療の開発を目指している。その他、ゲノム創薬等につながるタンパク質の構造・機能解析や、個人個人の遺伝情報を活用した革新的な医療技術の開発等についても着実な推進に努めている。
  　厚生労働省では、認知症、がん、糖尿病、高血圧、ぜん息等の高齢者の主要な疾患に関連する遺伝子の解明により、病気の予防法、診断法及び治療法の確立や画期的新薬の開発を目指した研究開発を推進している。また、平成14年度からは、近年のゲノム科学の急速な進展を踏まえ、医薬品候補化合物等について、迅速・効率的に安全性（毒性、副作用）を予測する基盤技術（トキシコゲノミクス）に関する研究開発を行っている。
  　経済産業省では、新エネルギー・産業技術総合開発機構を通じ、民間活力を利用することにより、機能性RNAを解析するためのツール（インフォマティクスや高感度な定量解析技術）の開発及び機能解析を実施している。
• b）タンパク質の構造・機能解析の推進
  　タンパク質の構造・機能解析は、その研究成果が医療への応用や産業利用へ直結することから、ポストゲノム研究の中でも最も重要な分野の一つである。
  　文部科学省では、我が国発のゲノム創薬等の実現を目指し、平成14年度より約1万種といわれるタンパク質の基本構造のうち約3分の1（3,000種）以上について構造・機能解析を行うとともに、その成果の特許化を含めた成果の産業移転を目指す「タンパク3000プロジェクト」を推進し、平成18年12月までに当初の解析目標数以上の4,190個の構造を決定した。

  SARS（サーズ）ウィルスのタンパク質の構造を解明（文部科学省　タンパク3000プロジェクト）

  提供：理化学研究所

• c）脳科学研究の推進
  　脳科学研究は、その成果を通じて、社会生活の質の向上や医学の向上、新技術・新産業の創出につながることが期待される分野である。このため、「脳を知る」、「脳を守る」、「脳を創る」及び「脳を育む」領域を柱として、府省の枠を超えた多くの大学、国立試験研究機関の能力を最大限に活用した研究開発が進められている。
  　文部科学省では、理化学研究所脳科学総合研究センターにおける研究を推進するとともに、科学研究費補助金等を活用し、大学等における脳科学研究の重点的な推進を図っている。また、平成17年度より脳神経科学の膨大な研究成果等の情報基盤を整備し、国際協力により世界中の研究者に提供するためのニューロインフォマティクスの推進を行っている。
• d）細胞・生体機能シミュレーションの研究の推進
  　文部科学省では、平成15年度から、生命情報技術・先端イメージング技術により、実際の生体や細胞を用いて実施している薬剤応答解析・動物試験等のシミュレーション化を目指した、細胞・生体機能シミュレーションプロジェクトを実施している。
• e）免疫・アレルギー研究の推進
  　文部科学省では、理化学研究所免疫・アレルギー科学総合研究センターにおいて免疫・アレルギー疾患に関する基礎的な研究を実施している。同センターと国立病院機構相模原病院は共同研究協定を取り交わしており、基礎と臨床の連携による効率的な研究の推進を図っている。
• f）糖鎖の機能解析の推進
  　文部科学省では、生物機能の多様な側面で重要な働きをしていると考えられている糖鎖について、科学研究費補助金、戦略的創造研究推進事業等により、大学等における糖鎖研究の推進を図っている。また、理化学研究所フロンティア研究システムにおいて、細胞を構成し、機能を支えている糖鎖構造や脂質分子からなる膜ドメイン（生体超分子システム）に着目し、生体内における情報の認識・伝達機能に関する研究を行っている。
  　経済産業省では、新エネルギー・産業技術総合開発機構を通じ民間活力を利用することにより、糖鎖や糖タンパク質の機能を効率的に解明するための手法やツールの開発や糖鎖の大量合成技術の開発に向けた研究開発を行っている。

臨床研究・臨床への橋渡し研究

• a）遺伝子多型研究の推進
  　病気の原因の解明と、個人個人に応じた効果的な医療の実現を目指し、文部科学省では、平成15年度から、「個人の遺伝情報に応じた医療の実現プロジェクト」を実施しており、医療機関等の協力の下、対象の疾患の患者からDNA・血清及び臨床情報を収集してバイオバンクを整備するとともに、それらの試料を利用したSNPs（注1）と疾患、薬剤応答、副作用等との関連の解明を目指した研究を実施している。理化学研究所遺伝子多型研究センターでは、本プロジェクトとの連携を図りつつ、疾患原因の解明等の研究を推進している。
  　また、農林水産省では、平成14年度より遺伝子多型を活用した効率的な農作物の品種育成システムを開発することを目的として、農作物のSNPsマーカー開発を行っている。
  
  
  • （注1）SNPs：Single Nucleotide Polymorphisms（一塩基多型）の略。ゲノム上の塩基配列の中で、人種、個人（例えば健康な人と病気の人）で異なる塩基を持っている現象及びゲノム上のその部位。

  医療現場におけるSNPs解析システム利用の流れ

  全自動のSNPs解析診断システム（凸版印刷株式会社、株式会社島津製作所との共同開発）
  本システムでは、1滴の血液から80分以内にSNP判定を行うことが可能。
  提供：理化学研究所

• b）発生・分化・再生科学研究の推進
  　発生・分化・再生領域の研究は、一つの細胞が様々な組織・臓器に分化し個体を形成・維持することに関するメカニズム等の解明を目指すものである。これは、再生医療の基礎となるものであり、近年の幹細胞研究の急速な進展やES細胞（胚性幹細胞）の作製技術の確立などをもたらしている。
  　文部科学省では、理化学研究所発生・再生科学総合研究センターにおいて基礎的な研究を実施している。また、「再生医療の実現化プロジェクト」を平成15年度より開始し、研究基盤としての幹細胞バンクを整備し、幹細胞の研究者への提供、基礎研究成果の臨床応用に向けた研究を推進している。
• c）分子イメージング研究の推進
  　分子イメージングは生体内の分子の量や働きを可視化する技術である。
  　文部科学省では、平成17年度から「分子イメージング研究プログラム」を実施し、国内の分子イメージング研究の中核となる創薬候補物質探索拠点（理化学研究所）とPET疾患診断研究拠点（放射線医学総合研究所）を整備し、拠点を中心とした創薬候補物質の探索及び疾患診断の高度化のための革新的な研究開発を実施するとともに、人材育成を推進している。
  　経済産業省では、平成17年度から「分子イメージング機器研究開発プロジェクト」を実施し、腫瘍（しゅよう）の発見と悪性度の診断をより早期に行うための、細胞の機能変化を高感度、高精度、高速に検出できる分子イメージング機器の開発を行っている。
  　厚生労働省では、ナノテクノロジーの応用による非侵襲・低侵襲を目指した医療機器の開発を推進しており、がん等の疾患における画期的な画像診断技術、機器についても研究を進めている。なお、一部の研究については、新エネルギー・産業技術総合開発機構とのマッチングファンドを実施している。
  
  

  PET（生体内の分子を画像化する装置）を用いて、脳内にアルツハイマー病の原因物質がどの程度蓄積されているかを調べた写真。

  赤色の部分には原因物質が多く蓄積されている。
  写真提供：理化学研究所

• d）創薬プロセスの効率化など成果の実用化を促進する研究開発
  　経済産業省では、遺伝子情報を利用して新たな医薬品を生み出す「ゲノム創薬」を加速するための基盤技術の構築に向けて、我が国の強みであるヒト完全長cDNAを活用した遺伝子レベルで疾患のメカニズムを解明する技術、解明された疾患メカニズムから効率的な創薬を行う技術、生体内で重要な役割を果たしていると考えられている膜タンパク質の構造情報から創薬を効率化する技術、ヒトES細胞から疾患等の研究用モデル細胞の創製などに向けた技術開発を行っている。さらに、抗体医薬品や診断薬に活用可能な新たな抗体を作成するための技術開発や、抗体を効率的に精製する技術の開発に向けた研究開発を実施している。

標的治療等の革新的がん医療技術

　「第3次対がん10か年総合戦略」（平成15年7月文部科学大臣・厚生労働大臣決定）を基に、がんの本態解明及びその研究成果を活かした新しい予防法・診断法・治療法の解明を進めている。
　文部科学省では、平成16年度からがん免疫療法や分子標的治療法に係る優れた基礎研究成果を臨床に応用するための橋渡し研究として「革新的ながん治療法等の開発に向けた研究の推進」を進めている。また、放射線医学総合研究所で難治性がんに対する画期的な治療法として期待されている重粒子線がん治療研究を推進している。さらに、放射線医学総合研究所が中心となって全国普及に向けた重粒子線照射装置小型化の研究開発を行い、その成果をもとに群馬大学において平成18年度から小型重粒子線照射施設の整備している。
　厚生労働省では、がんの本態解明の研究とその成果を幅広く応用するトランスレーショナル・リサーチ、がん医療における標準的治療法の確立を目的とした多施設共同臨床研究、緩和ケア等の療養生活の質の維持向上に関する研究、がんの実態把握とがん情報の発信に関する研究、及び、地域格差の是正を目指した均てん化を促進する体制整備等の政策課題に関する研究に取り組んでいるところである。
　経済産業省では、平成17年度から、がんの超早期発見に資する分子イメージング機器の開発や、がん細胞のみをピンポイントに治療するため、「次世代DDS型悪性腫瘍治療システムの研究開発事業」を行っている。

新興・再興感染症克服科学技術

　現在、国際的にSARS（サーズ）や新型インフルエンザなどの新興・再興感染症に対する社会不安が増大している。
　文部科学省では、科学技術振興調整費によるSARS（サーズ）などの感染症制圧を目指した研究を進めているほか、平成17年度より「新興・再興感染症研究拠点形成プログラム」を開始し、国内外に設置した研究拠点において新興・再興感染症の研究を推進し、我が国の感染症対策に資する基礎的知見の集積を図るとともに、研究活動を通じた人材の養成も行っている。
　厚生労働省では、新たにその存在が発見された感染症や既に制圧したかに見えながら、再び猛威をふるいつつある感染症への対応、国内及び諸外国との連携を含めた感染症対策が急務となっていることから、新興感染症、再興感染症、動物由来感染症、感染症の予防診断技術分野、実地調査、国際感染症対策の分野をより強化し研究を行っているほか、国立感染症研究所において、広く感染症に関する研究を先導的、独創的かつ総合的に行っている。

国際競争力を向上させる安全な食料の生産・供給科学技術

　ゲノム科学の発展に伴い、植物ゲノムの構造・機能解析も進展しつつあり、これらの成果をもとに植物機能をコントロールすることにより、食生活の向上等に資する植物の開発が期待されている。
　文部科学省では、理化学研究所植物科学研究センターにおいて、シロイヌナズナ等のモデル植物のゲノム機能の解明を通じ、植物の量的、質的な生産力を向上させる研究を推進しており、研究水準も欧米と肩を並べるに至っている。
　農林水産省では、主要穀物をはじめとする作物研究の基礎となるイネゲノム研究についてイネゲノムの全塩基配列を解読したほか、有用遺伝子の機能解明、特許化を推進しており、世界的な評価を受けている。
　平成17年度から農林水産省は、これまでの研究成果を活かすべく、「食料供給力向上のためのグリーンテクノ計画」を開始し、植物における有用遺伝子の機能と遺伝子間のネットワークを解明し、これを活用した効率的な有用品種の育成技術の確立と、食料安定供給に資する先導的なモデル系統の作出を推進している。
　また、ブタの有用遺伝子の単離、機能解明を加速化し、家畜の改良に有効なDNAマーカーの作出を推進するほか、21世紀最大の未利用資源である昆虫に着目し、カイコゲノム解読結果等の昆虫研究の成果を活用した有用物質の生産等、新たな産業の創出に直結する技術開発を推進しており、これらゲノム研究成果等の実用化・産業化を目指し、遺伝子組換え技術を用いた機能性農産物の実用化研究等にも取り組んでいる。
　このほか、生産性の高い輪作技術体系の確立、人工生産が困難な養殖種苗の生産技術の開発等を引き続き促進するとともに、平成18年度から、新たな食料自給率目標達成のため、輸入農産物との競合が激しい加工・業務用国産農産物について、品質や加工適性の面で画期的な特性を有する国産農産物の開発、国産飼料の生産性や栄養分を画期的に向上させる品種・栽培技術、及び国産飼料を用いた高品質な肉等の畜産物生産技術の開発を推進している。
　食品安全を脅かす様々な事例の発生や「食育基本法」の制定などにより、国民の「食」に対する関心は高く、食品の安心・安全確保は重要な課題となっている。このため、厚生労働省では、食品の安全に関する施策の充実と、食品衛生規制に必要な技術の向上のため、添加物、汚染物質、化学物質、残留農薬、微生物、牛海綿状脳症（BSE）、健康食品、モダンバイオテクノロジー応用食品等について、新しい危害要因に関する研究、規格基準策定のための調査研究、公定検査法確立のための開発研究等を推進し、その成果をリスク管理措置に反映させている。さらに、食中毒対策や食品テロのような健康危機管理に関する研究を行っている。
　また、農林水産省では、牛海綿状脳症（BSE）の制圧のためのプリオンタンパク質の性状解明・診断技術の開発、人獣共通感染症の国内発生時における国民の不安解消と畜産業への影響軽減に資する診断や予防のための基盤技術開発、抗生物質の使用量低減を目的とした安全・安心な畜産物生産技術の開発等を実施している。さらに、平成18年度から、有害微生物等の検出・低減技術の高度化、食品表示の偽造防止技術及びニュートリゲノミクス等による丸ごと食品の機能性評価手法等の開発に取り組んでいる。

生物機能活用による物質生産・環境改善科学技術

　農林水産省では、生物機能を活用して化学肥料や農薬の使用を低減する技術の開発や、平成18年度からeDNA（環境DNA）を利用した土壌生物性評価手法の開発に取り組んでいる。
　経済産業省では、高機能タンパク質等の高付加価値物質を閉鎖系で生産する技術の開発や、新エネルギー・産業技術総合開発機構を通じ、植物の物質生産系の経路と機能の解析、バイオリファイナリー技術等を開発するとともに、廃棄物や汚染物質の生分解・処理技術の開発を実施している。

世界最高水準のライフサイエンス基盤整備

• a）バイオリソースの整備
  　バイオリソースは、生物遺伝資源の保存のみならず、新たな研究領域の活動を拓（ひら）く上で重要なものであり、国家的視点に立って開発、収集、保存、提供を進めていく必要がある。
  　文部科学省では、平成14年度から、ライフサイエンス研究の基盤となる実験動植物（マウス等）や各種細胞、各種生物の遺伝子材料等のバイオリソースのうち、国が戦略的に整備することが重要なものについて、体系的に収集、保存、提供等を行うための体制を整備することを目的として、「ナショナルバイオリソースプロジェクト」を実施している。
  　経済産業省では、微生物を中心とした我が国の中核的な生物遺伝資源機関である製品評価技術基盤機構において、生物遺伝資源の探索、収集、保存等を行うとともに、これらの資源に関する情報（系統的位置付け、塩基配列情報、遺伝子に関する情報等）を整備し、研究開発や産業化のための提供を行っている。
  　さらに生物多様性条約を踏まえたアジア諸国との二国間協定を締結したり、微生物資源の保存と持続可能な利用を目指した多国間の協力体制（アジア・コンソーシアム）を構築するなど、アジアにおける生物遺伝資源整備を積極的に実施している。また、新エネルギー・産業技術総合開発機構を通じ、難培養微生物などの未知の微生物等について、収集・保存技術を開発するとともに、生物遺伝資源の収集、機能解析等を行い、ゲノム情報に基づいた生物遺伝資源ライブラリーを構築している。
  
  

  15年間凍結保存（20度）した個体の精子から顕微授精（左）により生まれたマウス（右）

  写真提供：理化学研究所

• b）バイオインフォマティクス等の推進
  　近年のライフサイエンス研究の進展によって大量に生み出されているDNA塩基配列データ、タンパク質の立体構造データ、遺伝子の発現データ等のデータベースを効果的に活用する手段として、生命情報の統合的なデータベースの整備や、ライフサイエンスとIT（情報技術）との融合分野であるバイオインフォマティクスの推進が重要である。
  　文部科学省では、我が国のライフサイエンス関係データベースの利便性の向上を図るため、平成18年度より「統合データベースプロジェクト」を開始し、ライフサイエンス関係データベースの統合化に向けた取組を進めている。また、科学技術振興機構バイオインフォマティクス推進センターにおいて、データベースの高度化・標準化・拡充や、ゲノム解析ツール開発等を実施しているほか、世界3大拠点の一つである国立遺伝学研究所が運営するDDBJ（日本DNAデータバンク）をはじめとするライフサイエンス関係データベースの整備を進めている。
  　厚生労働省では、医学、薬学分野の研究に必要なヒトや動物由来の培養細胞及び遺伝子の収集・保存、研究者等への提供薬用植物の収集・保存及び提供、医学実験用カニクイザル等の繁殖・供給を行っているが、さらに平成19年度より、疾患等に関連するバイオリソースの拡充を図るための「生物資源研究」を開始する予定である。
  　農林水産省では、ジーンバンク事業として農林水産業等に係る生物遺伝資源について、収集、保存、提供するとともに、イネゲノムリソースの整備を進め、保存・提供している。
  　さらに、平成18年度からは、イネ、カイコ、ブタ等農林水産物のゲノムや遺伝子の情報等を大学・民間企業等の研究者に提供するため、当該情報を統合したデータベースの整備や他生物ゲノム情報等とのリンクによる高精度情報検索システムの構築に取り組んでいる（第3部第3章第3節2参照）。
  　経済産業省では、ヒト完全長cDNA配列情報に、遺伝子の機能情報や疾患との関連情報等を付加し、国際的に急増するヒト遺伝子等に関する情報に対応した、より有用性の高いデータベースの開発及び抽出・予測のためのソフトウエアの開発を行っている。

（動物実験等の適切な実施に対する取組）

　「動物の愛護及び管理に関する法律（動物愛護法）」が平成17年6月に議員立法により改正され、動物実験等については、その第41条において、3R（注2）の概念が明記された。
　また、動物愛護法では、実験動物と動物実験等を区別し、実験動物については、環境大臣が基準を定めることとし、「実験動物の飼養及び保管並びに苦痛の軽減に関する基準（飼養保管基準）」が平成18年4月28日告示された。文部科学省、厚生労働省、及び農林水産省では、所管する研究機関等に対して統一的な基本指針を策定し、本指針に基づき動物実験等の適正な実施を図っている。また、日本学術会議は、平成18年6月1日に「動物実験の適正な実施に向けたガイドライン」を取りまとめ、公表した。

• （注2）3R：Refinement（科学上の利用に必要な限度において、できる限り動物に苦痛を与えない方法によってしなければならないことをいう）Replacement（科学上の利用の目的を達することができる範囲において、できる限り動物を供する方法に代わり得るものを利用することをいう）、Reduction（科学上の利用の目的を達することができる範囲において、できる限りその利用に供される動物の数を少なくすることをいう）

（生命倫理の問題に対する取組）

　近年のライフサイエンスの急速な発展は、医療等の分野に革新的成果をもたらすことが期待される一方、新たに人の尊厳や人権に関わるような生命倫理の問題を生起させる可能性がある。これらの問題に適切に対応すべく、総合科学技術会議の生命倫理専門調査会では、生命倫理に関する重要事項について幅広い観点から調査・検討等を行っている。また文部科学省、厚生労働省等においては、必要な法令・指針の整備等を行っている。
　人クローン技術に関しては、文部科学省において、「ヒトに関するクローン技術等の規制に関する法律」（平成12年法律第146号）によりクローン人間の産生を禁止し、同法に基づく指針により人クローン胚の作成・利用については当分の間行わないこととするなど、厳しく規制している。
　ヒト受精胚や人クローン胚などの取扱いについては、平成16年7月に取りまとめられた総合科学技術会議意見「ヒト胚の取扱いに関する基本的考え方」において、研究目的での作成・利用を限定的に容認することとし、その適正な取扱いを確保する枠組みの整備が求められた。これを受け、文部科学省では人クローン胚の取扱いについて、科学技術・学術審議会生命倫理・安全部会特定胚及びヒトES細胞等研究専門委員会人クローン胚研究利用作業部会を設置し検討を行っており、平成18年6月に基本的な考え方を中間的に取りまとめたところである。また、生殖補助医療研究目的のヒト受精胚の取扱いについて、文部科学省では科学技術・学術審議会生命倫理・安全部会生殖補助医療研究専門委員会を、厚生労働省ではヒト胚研究に関する専門委員会を設置し、合同で委員会を開催するなど両者が密接に連携しつつ検討を行っている。
　また、ヒトES細胞（注3）研究に関して、文部科学省では、平成13年に策定した指針に基づき、研究計画の審査等を行っており、これまでに樹立計画1件、使用計画42件（うち3件は終了）について指針適合性の確認を行った（平成19年1月末現在）。
　このほか、ヒトゲノム・遺伝子解析研究、疫学研究（注4）や臨床研究については、人間の尊厳の尊重、個人情報の適切な管理などが必要となるため、文部科学省、厚生労働省、経済産業省等の関係省が連携して、指針（注5）に基づき、研究の適正な推進を図っている。

• （注3）ヒトES細胞：人の体のあらゆる部分に分化する可能性を持つ万能細胞であることから、医療への応用が期待される一方、ヒトの受精卵を滅失して樹立（作成）されるという倫理的問題がある。
• （注4）疫学研究：疾病のり患をはじめ健康に関する事象の頻度や分布を調査し、その要因を明らかにする科学研究をいう。
• （注5）指針：ヒトゲノム・遺伝子解析研究に関する倫理指針、疫学研究に関する倫理指針、臨床研究に関する倫理指針、ヒト幹細胞を用いる臨床研究に関する指針。

（ライフサイエンスにおける安全性の確保への取組）

　遺伝子組換え技術は、基礎生物学的な研究はもとより医薬品の製造や農作物の改良等広範な分野において応用されている技術であるが、生物に新しい性質を持たせるという側面がある。このため、遺伝子組換え生物等による生物多様性への悪影響を防止するために必要な措置を定めた「遺伝子組換え生物等の使用等の規制による生物の多様性の確保に関する法律」（平成15年法律第97号）に基づき、遺伝子組換え生物等の適正な利用の確保を図っている。なお、法施行後、遺伝子組換え生物等の不適切な使用等があったことから、該当機関に対して厳重注意を行うとともに、説明会を開催するなどにより法令の周知徹底を図っている。
　遺伝子治療（注6）の確立を目的とする臨床研究については、文部科学省及び厚生労働省が共同で策定した遺伝子治療臨床研究に関する指針に基づき、研究の適正な推進を図っている。
　ヒト由来の組織、細胞等の生物材料やその情報は医学・生命科学研究において不可欠であるが、試料の採集・保管・加工・利用の各段階で様々な倫理的・法的・社会的問題が含まれているため、日本学術会議は、「ヒト由来試料・情報を用いる研究に関する生命倫理検討委員会」を設置して、この問題について検討している。

• （注6）遺伝子治療：疾病の治療を目的として、遺伝子又は遺伝子を導入した細胞を人の体内に投与する治療法をいう。現段階では確立された治療法ではなく、臨床研究の一環として実施されている。