この動画は、Ginkgo Bioworks が COP23 の後に公開した、バイオテクノロジーや合成生物学のような現代科学が、気候危機に対する有望な解決策を提供することを解説しています。

新しいバイオテクノロジーのツール、特にAIと組み合わせた場合、より少ない排出量、より少ない土地使用量、より少ない水使用量で製品を生産する新たな機会を生み出している。合成生物学はネット・ゼロを可能にする。

Biotech is climate tech. This week on Foundry Theory, we offer an overview of the many ways synthetic biology can help to address the climate crisis. Relevant for policymakers at #COP28 or anyone driven to make an impact on global carbon.https://t.co/OgpSmqkmik pic.twitter.com/jbqBqTsJXe

— Ginkgo Bioworks (@Ginkgo) December 8, 2023

バイオテクノロジーは気候技術今週の Foundry Theory では、合成生物学が気候危機の解決に役立つ様々な方法を概観します。#COP28 の政策立案者、あるいは世界の炭素問題に影響を与えたいと考えているすべての人に役立つ内容です。

合成生物学は気候技術であり、さまざまな気候技術の基盤です。合成生物学のDNAの読み書きツールセットを使用して、気候目標を達成するのに役立つ多くの生物学的応用があります。気候変動の負の影響は生物学的であり、生物多様性、食品安全保障、人間の健康に影響を及ぼします。

生物学は炭素を愛し、炭素を駆使して炭素循環を推進します。しかし、合成生物学はさまざまな気候問題に対応するための多くの方法を提供し、バイオテクノロジーは異なる市場、リスク、規制などを持つ特別な分野として考えられますが、DNAはほとんどすべてのバイオテクノロジーに共通する基盤です。

合成生物学はDNAの読み書きと編集のためのツールセットであり、バイオテクノロジーの多様な問題に対処できるようになります。DNA技術の進歩により、持続可能なビオプロダクトの新しい経済が可能になり、気候危機への対処と繁栄の未来に希望をもたらします。

生物学は気候技術である

生物学は気候技術である、あるいは、生物学は千差万別の気候技術である。気候目標を達成するための生物学的アプリケーションの多くは、DNAの読み書きを行う合成生物学がその基礎となっている。

2030年までに炭素排出量を43％削減するために、生物学はそのために戦っているのだ。生物学が気候や人間の経済活動と相互作用する方法は実に多種多様で、その可能性は圧倒的である。

ミトコンドリアは細胞の発電所である カブトムシの千種 政策用語では、これはすべてのバイオテクノロジーがユニークな課題を持つ特別な花であるという視点を示唆している。

チャンス、市場、リスク、規制など、詳細を正しく理解するためには、狭い範囲の専門家である必要があります。この多様性にはいくつかの真実がある。

生物学の事実であるが、地球上の生命はまた、DNAのおかげで、この美しい根本的な統一性を持っている。ミトコンドリア、恐竜と40万匹のカブトムシ、同様にDNAは、ほとんどすべてのバイオテクノロジーに共通する糸である。

DNAの読み書きや編集に使用するツールを総称して合成生物学と呼ぶが、DNAの扱いがうまくなればなるほど、多様な気候問題に対応する多様なバイオテクノロジーを推進することができる。

この図には、2016年現在の世界の主な炭素排出源が示されている。このパイの切り口はエネルギーであり、化石燃料を燃やして自動車を動かしたり、発電したりするときのような、おなじみのCO2排出源も含まれている。

再生可能エネルギーと農業の再定義における合成生物学の役割

風力発電や太陽光発電のような再生可能エネルギーは、目標達成にあまり役立たない。石油化学は、炭素の鎖を取り出して有用な分子に再構築する素晴らしい才能を持っているが、生物学もまた得意分野であることが判明した。

微生物は酵素を使って炭素の鎖を切り貼りし、生命のあらゆる分子に再構築する。ボストン・コンサルティング・グループの最近の報告書によれば、温室効果ガスの最大の発生源は動物性タンパク質の生産によるもので、代替タンパク質の市場シェアを11％獲得できれば、航空産業の95％を脱炭素化するのとほぼ同じことになる。

微生物は大規模発酵によって代替タンパク質を直接生産することもできるし、植物性タンパク質をよりおいしくするフレーバーや機能性成分を生産することもできる。 生物学は、私たちが食べるタンパク質を生産することができる。

しかし、土壌に生息する微生物も肥料を生産することができる。実際、彼らはすでに、アオドアクターのような窒素固定バクテリアによって、大気中の窒素を植物が利用できるアンモニア態硝酸塩などに変換している。

化学肥料を、土壌に生息するバイオベースの代替肥料に置き換えることで、食物をより効率的に栽培し、土地利用や森林破壊を削減し、排出量をより大きく増加させることができる。

合成生物学とDNA技術の変革力

化学物質、食品、肥料、れらの製品はそれぞれ、まったく異なる産業で活躍し、効率的かつ安全に安価にスケールアップするためのさまざまな課題を抱えている。

合成生物学とは、DNAを読み書きするためのツール群であり、特定の用途に適した遺伝子命令を発見し、それを生きた細胞に移植して機能させるための基盤技術である。

土壌を工学的に改良し、炭素の固定化を向上させる方法はどうだろう。発酵によって生産される持続可能な航空燃料はどうだろう。作物の呼吸を抑制し、光合成からより多くの炭素を回収する方法はどうだろう。

それは気候変動危機に直面したときの現実的な自己保全のビジョンであると同時に、緑豊かで繁栄する未来への希望でもある。私は、炭素や気候に関する最も困難な問題に挑む、信じられないような意欲を持った起業家たちに出会う。

これらのアイデアがすべてうまくいくとは限らないが、DNA技術の進歩により、DNA配列決定、DNA合成遺伝子編集者（Gene Editor）、より鮮明な実験室自動化、生成AIなどが、より速く、より安く試せるようになってきている。

世界がより多くの生物学を必要としている今、DNAツールはそれを可能にするために結集したのだ。政策立案者は、合成生物学を実現可能な技術として支援することで、持続可能なビジネスモデルや製品を一挙に1000種類も進歩させることができる。