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植物が畑の牛乳に。種子から乳タンパク質をつくることに成功

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 大豆が「畑の肉」と呼ばれるように、植物の種子が「畑の牛乳」と呼ばれる日が来るかもしれない。

 イスラエルのヘブライ大学エルサレム校の研究チームが、牛乳に含まれる乳タンパク質を、植物の種子の中で作らせることに成功した。

 牛に頼らずとも植物から、同等の栄養がある、なめらかなチーズを作るという夢の技術に、一歩近づいた。

 この研究成果は科学誌『Frontiers in Plant Science』(2026年6月30日付)に掲載された。

参考文献:

牛に頼らず植物で乳タンパク質を作る理由

 牛乳やチーズ、ヨーグルトには、体に必要な栄養素である乳タンパク質が含まれている。

 乳タンパク質の約80%はカゼインで、なめらかな口当たりやチーズが溶けて伸びる性質を生み出している。

 これまで、牛を育てることで人間は乳タンパク質の恩恵を受けてきたが、酪農は、温室効果ガスの排出や、広い土地と大量の水を必要とするという環境への負担が問題となっていた。  

 そこで注目されているのが、植物を使い、有用なタンパク質を作らせる分子農業という技術である。

 牛の代わりに植物が乳タンパク質を作れるようになれば、食料の生産と環境の両方にかかる負担を減らせると期待されている。

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植物から乳タンパク質を生み出そうとする試み Image credit:Mai Shamir

植物の種子の中でβ-カゼインを作り出すことに成功

 イスラエルのヘブライ大学エルサレム校のオデッド・ショセヨフ教授が率いる研究チームは、シロイヌナズナという植物を使って乳タンパク質であるカゼインの一種、β-カゼインを作り出そうとした。

 シロイヌナズナはアブラナやキャベツに近い仲間で、育てやすく研究しやすいことから、世界中の研究室でモデル植物として使われている。

 牛のβ-カゼインを作る設計図を植物に組み込み、種子の中で作らせたところ、β-カゼインは確かに誕生していた。

 種子をすりつぶして取り出したタンパク質のうち、β-カゼインが占める割合は約1.26%だった。

 過去の研究では、β-カゼインの含有量は大豆で0.1〜0.4%、トマトで0.01〜0.05%という報告にとどまっていたため、今回の値はそれらを上回る成果となった。

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 通常の植物細胞(左A)と、牛乳のタンパク質を作らせた遺伝子組換え細胞(右B)の比較図。組換え細胞では小さな油体と乳タンパク質の塊が増え、油体どうしが融合して大きくゆがんでいる。それでも種子は問題なく発芽した。Image credit: Ozeri et al., Frontiers in Plant Science

β-カゼインは予想外の場所に蓄積されていた

 植物の細胞の中には、栄養や物質をためておく場所がいくつかある。

 研究チームがβ-カゼインを蓄積させようとしたのは、植物の種子特有の細胞小器官であるタンパク質貯蔵液胞(えきほう)だった。

 そこで遺伝子情報に目印をつ液胞に行くようにした。

 植物の種子には、植物油がたくわえられている。そこで、作成したβ-カゼインをあとで取り出しやすくするため、油の表面にくっつく性質を持つオレオシンという植物のタンパク質をβ-カゼインにつないだ。

 すると、β-カゼインは液胞ではなく、そのすぐ外側にある油をためている部分の表面に、びっしりと集まって塊を作っていた。 

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遺伝子組換えした種子細胞を透過型電子顕微鏡でとらえた画像。左(A)が全体像、右(B)が四角で囲んだ部分の拡大。乳タンパク質は目的の貯蔵場所には届かず、小さな油体の近くに塊となって集まっていた。目印をつけて見分けた乳タンパク質の塊が、黒い丸の部分に写っている。Image credit: Ozeri et al., Frontiers in Plant Science

実用化への課題

 β-カゼインが種子の油をためている部分に集まったことで、内部の様子も大きく変わっていた。

 ふつうのシロイヌナズナの種子は大きな油のかたまりで満たされているのに対し、β-カゼインを作った種子は大きな油のかたまりが減り、小さな油のかたまりがたくさん現れて、種子の中央に濃いタンパク質の塊が集まっていた。

 研究チームは、β-カゼインにつないだオレオシンが、油の表面で本来のオレオシンと場所を奪い合い、油のかたまりの並び方を乱したためだと考えている。

 種子がきちんと発芽できるかどうかも確かめたところ、最も多くβ-カゼインを作った系統は91%が発芽し、ふつうの種子の目安である83%を上回った。

 油の表面にくっつくオレオシンをつないだことが功を奏し、β-カゼインが油の側に集まり、しかも過去の研究より高い割合でたまったのだ。

 狙った液胞ではなかったものの、β-カゼインの集まり方が、今後より効率よくβ-カゼインを作る仕組みを設計する手がかりになる。

 一方で、狙った液胞にβ-カゼインを安定してためることは今回もかなわず、植物で乳タンパク質を実用的な量だけ確実に作るには、まだ越えるべき壁が残されている。

References: doi.org/10.3389/fpls.2026.1872014

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この記事へのコメント 14件

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  1. いっそ、人間が他の生命を食らわなくていいようになる研究したらいいかもね…
    光合成とかさ

    • +3
    1. 人の体表じゃ太陽光を受け取る面積が足りない
      前に田んぼの面積と必須カロリーから逆算したら、テニスコート分の面積を太陽に向けないとエネルギーが足りない感じだった

      • +3
    2. 自分も「充電で生きられたら…」って考える事はあるけども、食物から得る味の刺激が脳にどんな影響与えてるかわからんし、料理する作業や工夫も文化文明にどんな影響及ぼすかわからんから、食べるって行為を抑制した時にどんな影響あるかわからんのよね。

      • +8
    3. 光合成で賄える栄養だと、その場から動けない植物がせいぜいで、
      動物の活動量には全然足りないと聞いたことがある。

      • +3
  2. 作れるのはカゼインらしいけど、ホエイは難しいのかね?
    もしホエイも作れれば、世界中のマッチョが大歓喜だけど。

    • +5
  3. 数百年後の人類の主食は植物と動物が融合した異常に栄養価の高い謎の生物を食べているかもなぁ、、、
    中国の伝奇に太歳という切り取って食べても食べても再生し不老長寿の効能がある生ける肉塊が出てくるけど、、、
    ちなみに太歳は肉霊芝とも言うが「誤認肉霊芝」でユーチューブで検索しないように!

    • 評価
  4. > 牛の代わりに植物が乳タンパク質を作れるようになれば、食料の生産と環境の両方にかかる負担を減らせると期待されている。

    それはあくまで成長した植物の話

    わずかしか取れない種では意味が違う

    • -1
    1.  マイナスついてるけど、なかなかいい視点ですね。 こういうのは経済性の問題なので、牧草なり穀類なりを与えて肉や乳たんぱくを得られるためのコスト(ここでは金銭だけじゃなくて手間とか設備とか)の合計と、今回の記事の技術を応用した植物(それはシロイヌナズナかもしれないし、改良大豆かもしれないし、改良した別の植物かお)を植えてそれらが育って得られるものの合計との比較になるでしょうね。 また環境も一方は呼吸と反芻で二酸化炭素とメタンガスを排出し、一方は二酸化炭素の固定をするという違いもあります。 こういったもろもろをトータルで比較しないと真の意味は変わってくるでしょう。 それに今回は最初の試みだから品種改良をして効率も上がるだろうと期待してます

      • +3
    2. 油脂をため込みやすい植物や器官を使えれば収率は向上するかもね
      具体的には植物油生産の大部分を占める大豆やアブラヤシが良さそう

      • 評価
  5. 植物油からバターが作れるようになるな
    この新種のシロイヌナズナをマーガリンと呼ぶことにしよう

    • -2
  6. 🌱 乳なる大地

    • +4
  7. レンネットやカゼインとか植物由来のものができれば、豆乳から完全にビーガンなちーずができるってことなの?

    • +2
  8. コレで牛乳アレルギーや乳糖不耐症の人とかが飲める牛乳になるのかな?
    それとも、アレルギーを発症したりしてしまうのかな?
    もし、アレルギーを発症せずに飲めたのなら革命だよね。
    でも、そもそも発見した時点でめっちゃ凄いよね。
    何気ない当たり前の場所に未知は存在してるんだなぁ。

    • 評価
  9. 乳タンパク質を摂り過ぎると
    イソフラボンのように女性化しないかな。

    • 評価

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