430万ドルの牝牛（ヘイファー）で地球温暖化と闘う

牛肉業界の多くの人々にとって、Viatina-19 FIV Mara Mové は「黄金の子牛」であり、新時代の到来を告げる存在でもあります。身長は約6フィート（約183センチメートル）、体重は2,400ポンド（約1,088キログラム）を超え、ネロール種（Bos indicus）の平均的な成牛の2倍の大きさを誇ります^1,2。その堂々とした体格により、Viatinaは約430万ドルの価値があるとされ、世界で最も高価な牛と認識されています。しかし、真の価値はそのDNAにあり、そこに秘められた未来の可能性こそが最大の資産となっているのです。

食料生産の二面性

増加し続ける世界人口の需要に対応するため、2050年までに世界の食料システムは生産量を50％増加させる必要があると予測されています³。この目標を達成することは非常に複雑な課題であり、その理由の一つとして、現在の農業慣行が地球温暖化を大幅に加速させていることが挙げられます。推定によると、世界全体の温室効果ガス（GHG）排出量のうち21～37％が食料生産に起因し、そのうち9～14％は作物や家畜の生産活動による直接的な排出とされています³。そのため、農家は政府や消費者からの圧力を受け、環境への影響を抑えながら、より多くの食料を生産することを求められています。

幸いなことに、農業の発展はゼロからの出発ではありません。1961年以降、一人当たりの食料供給量は30％以上増加しています³。また、この間に温室効果ガスの総排出量は増加しましたが、食料1単位あたりの排出量は約60％削減されました。言い換えれば、食料生産はより持続可能なものへと進化しており、その要因の一つとして、乳牛や肉牛の選択的な品種改良により生産性の高い家畜が誕生していることが挙げられます。

Viatinaの記録的な価値は、DNAに、より生産性が高く持続可能な肉牛産業を実現するための遺伝的設計図が組み込まれているという期待に基づいているのです。

家畜の遺伝的改良

ブラジルの牛肉産業の発展は目覚ましいものがあります。記録が開始された1997年以来、同国の牛肉輸出は着実に増加しており、2022年と2023年には年間200万トンもの牛肉が輸出され、新たな最高記録を達成しました¹。この成長により、ブラジルは世界最大の牛肉生産国となり、約2億3千万頭の牛を擁する国へと成長しました。その中には、Viatinaも含まれています。

ブラジルのネロール牛とゲノム選抜：1996年に設立されたブラジルの「全国育種・研究者協会（ANCP）」は、ネロール牛に対して同様の成果を目指しています。ゲノム選抜を活用し、より生産性が高く持続可能な牛の育種を推進し、ブラジルの主要な輸出産業の一つである牛肉産業の発展を図っています。特に、ゲノム選抜は遺伝率の低い形質に対して効果的であり、食料産業の持続可能性向上にとって重要な役割を果たします⁶。

持続可能性向上のためのゲノム選抜

温室効果ガス（GHG）排出量を削減するためには、肥料の使用方法を見直したり、食品廃棄物を削減したりするなど、さまざまな対策が考えられます³。その中でも、より生産性の高い牛を育てることは、GHG排出削減に大きく貢献する可能性があります。現在、家畜由来のGHG排出量の65〜77％は牛が占めているとされています³。

より生産性の高い牛とは、限られた資源でより多くの経済価値を生み出す牛のことです。肉牛の場合、例えば、平均よりも短期間で大きく成長する牛が理想的とされます。成長期間が短いほど、必要な資源の投入量が少なくなるためです。複数の研究では、牛の生産性を向上させることで、メタン排出量の削減や土地利用の効率化が期待できると示唆されています^6-8。しかし、飼料摂取量や飼料変換効率など、生産性に関わる多くの形質は遺伝率が低いため、ゲノム選抜はGHG排出削減のための重要な手法となる可能性があります⁶。現在、ANCPはブラジルのネロール牛に関するゲノム改良の報告を年間数回発表しており、27の形質に焦点を当てています。このような取り組みにより、ブラジルでは牛の生産性の向上が着実に進んでいます⁹。

”牛の生産性向上はメタン
排出量削減につながります”

しかし、肉牛におけるゲノム選抜は、乳牛の場合よりも課題が多いとされています。その理由の一つは、肉牛の品種の多様性が高いこと、世代間隔が長いこと、そして遺伝情報が不足していることです^10,11。そのため、Viatinaのような個体は特に注目を集めています。通常、ネロール牛の成牛が1,000ポンド（約450キログラム）に達するまでには相応の時間がかかりますが、Viatinaはその2倍以上の2,400ポンド（約1,088キログラム）にまで成長しました。これは、彼女のゲノム内に、より効率的に飼料を体重へと変換し、大型の健康な体を維持できる遺伝的要因が含まれている可能性を示しています。こうした価値ある形質に注目するブリーダーも多く、Viatinaの卵子1個に対し、最大25万ドルの価格が付けられることもあります。その理由は、彼女の子孫が、より生産性の高い肉牛の新たな世代を生み出すことへの期待が高まっているためです¹。

進化するゲノム選抜ツールキット

Viatinaの価値は、彼女の生産性を向上させる遺伝的バリアントにあります。このような情報を活用することで、世界中のブリーダーが牛肉生産の効率を向上させ、食料需要の増加に対応しながら、業界の温室効果ガス（GHG）排出を削減することが可能になるかもしれません。そのため、Viatinaはゲノム選抜を通じて世界中のブリーダーが模範とする理想の個体であり、彼女のクローンや子孫を基盤とした育種が始まる可能性があります。

牛肉産業の生産性向上を目指すブリーダーにとって、牛のゲノムを詳細に解析するためのツールや、選択育種のために低コストで家畜の遺伝情報を調査できる技術が求められています。こうしたニーズに応えるため、多くの研究者や育種家が次世代シーケンシング（NGS）技術に注目しています。

従来のゲノム選抜とその課題：これまで、ウシのゲノム選抜は、NGSを活用した初期のゲノムシーケンシングとバリアントの発見、その後の広範なバリアント検出にはマイクロアレイ技術を使用するという方法に依存していました。マイクロアレイは低コストで操作が簡単であり、ブリーダーや農業研究者にとって使いやすいツールとして広く利用されています。しかし、この技術には柔軟性に関する課題があります。マイクロアレイは、設計時に組み込まれた遺伝的バリアントしか検出できません。そのため、新たな遺伝子と表現型の関連性が発見された場合（例えば、Viatinaの優れた体格に関連する遺伝的要因）、マイクロアレイの設計を更新する必要があります。しかし、これには多大なコストと時間がかかるため、大規模な育種プログラムには不向きです。ブリーダーは新しいマイクロアレイチップを完全に再設計しなければならず、育種プロセスの効率を低下させる要因となっています。

NGS技術の強みと可能性：これに対して、NGS技術はより柔軟で強力な代替手段となります。低カバレッジ全ゲノムシーケンシング（low-pass whole-genome sequencing） や カスタムターゲットキャプチャ などの手法は、バイアスを抑えつつコストを抑え、雄牛、雌牛、子孫のゲノムを網羅的に解析し、既知および未知の遺伝的バリアントを調査する方法として有望視されています。さらに、マイクロアレイとは異なり、NGSアッセイはいつでも更新することが可能です。新たに発見された遺伝的バリアントを追加する際、低コストのスパイクインコンテンツ（追加プローブ）を注文するだけで対応できるため、完全な再設計は不要になります。この柔軟性により、ブリーダーは新しい情報を迅速に活用でき、育種の効率を高めることができるのです。

持続可能な牛肉産業に向けた進化：牛肉産業は、より生産性が高く持続可能な未来へと進化し続けています。その過程において、Viatinaのような個体が特別な存在ではなくなる日が来るかもしれません。そのためには業界全体のゲノム解析技術も進化する必要があります。マイクロアレイからNGSベースの解析手法へと移行することが、その重要なステップの一つになると期待されます。

参考文献

1. BILLER, DAVID. “She’s the World’s Most Expensive Cow, and Part of Brazil’s Plan to Put Beef on Everyone’s Plate.” AP News, 4 June 2024, apnews.com/article/brazil-cow-cattle-breeding-zebu-nelore-amazon-deforestation-9d58844f3e695ce878da838c10280f0d.
2. RBZ Editor. “Mature Weight of Nellore Cows from Selection Herds in Brazil.” R. Bras. Zootec., vol. 30, no. 3 suppl.1, June 2001, pp. 1027–1036, rbz.org.br/article/mature-weight-of-nellore-cows-from-selection-herds-in-brazil/.
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7. Basarab, J. A., et al. “Reducing GHG Emissions through Genetic Improvement for Feed Efficiency: Effects on Economically Important Traits and Enteric Methane Production.” Animal, vol. 7, no. s2, June 2013, pp. 303–315, www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3691002/, https://doi.org/10.1017/s1751731113000888.
8. Fresco, S, et al. “Genetic Parameters for Methane Production, Intensity, and Yield Predicted from Milk Mid-Infrared Spectra throughout Lactation in Holstein Dairy Cows.” Journal of Dairy Science, vol. 107, no. 12, 5 Oct. 2024, pp. 11311–11323, https://doi.org/10.3168/jds.2024-25231.
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11. Esrafili, Maryam, et al. “Selective Genotyping to Implement Genomic Selection in Beef Cattle Breeding.” Selective Genotyping to Implement Genomic Selection in Beef Cattle Breeding, vol. 14, 17 Mar. 2023, www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10064214/, https://doi.org/10.3389/fgene.2023.1083106.