発酵の蓄積を、製造まで運びきれるか

本情報基盤に集められた審議と洞察が繰り返し示すのは、日本の合成生物学とバイオものづくりで問われているのが技術の確からしさではないという事実である。酵素を設計する力や、発酵を制御する技術そのものは、すでに世界の水準に届いている。多くの企業や研究室は、狙った物質を微生物に作らせるところまでは到達できるようになった。それでも事業として続くかどうかを分けるのは、小さな実験室の成功を大量生産へ引き上げるスケールアップの難しさと、それを支える資本の厚みである。

技術が正しくても事業が途中で止まる、この構造こそが本領域の核心にある。だからこそ、投資判断で最初に見るべきは、発明の華やかさではなく、それを製造まで運ぶ体力である。日本には、味噌や醤油や酒に代表される発酵の長い蓄積がある。目に見えない微生物の働きを飼いならし、制御してものを作る営みを、この国は数百年にわたって続けてきた。人の勘と経験で受け継がれてきたその技は、いまや科学の言葉で設計し直せるところまで来ている。世界の多くの国が持たない、この土台こそが日本の出発点である。

その発酵の蓄積に、人工知能による設計と自動化を掛け合わせ、スケールアップと資本の壁を越えた者が、2040年に立ち上がる巨大な市場のおよそ10%に到達するというのが、本基盤から浮かび上がる勝ち筋である。この10%という数字は、日本が量で世界を制するという意味ではなく、固有の強みで確かな一角を握るという意味である。全体を取りに行くのではなく、勝てる領域を選び抜くという構えがそこにはある。投資の機会は大きく2つの柱に集約される。

1つは発酵と人工知能を組み合わせたバイオものづくりであり、細胞や代謝そのものを設計してものを作る生産基盤を指す。もう1つはiPS細胞や抗体医薬、抗体薬物複合体などを含むバイオ医薬・再生医療であり、医療の安全保障に直結する領域である。前者は日本の発酵の強みを、後者は日本の医療研究の蓄積を、それぞれ事業へつなぐ道になる。事業化の前線には、すでに日本発のスタートアップが立っている。

人工のタンパク質から素材を生み出す取り組みや、藻類を産業に育てようとする試みなど、素材と発酵を起点にした企業が、実験室と工場のあいだの谷に挑んでいる。彼らが直面しているのが、まさにスケールアップと資本の壁であり、その挑戦の成否が、日本のこの領域の未来を先取りして映し出している。ただし、この見通しには重い前提がある。技術は確かでも事業が続かないという構造的な弱さは、裏返せば、生産規模を引き上げる技術と資金を確保できなければ、優れた研究がそのまま海外の量産に呑み込まれることを意味する。

発見の速さと、それを製造まで運ぶ持続力は、まったく別の能力なのである。この2つを混同したまま投資を進めれば、発明はできても事業は立ち上がらない。問われているのは発見の数ではなく、発見を製造まで運びきる持続力である。政府はこの領域を経済安全保障と医療安全保障の柱に位置づけ、およそ1兆円の支援を用意し、スタートアップおよそ40社と製造拠点25拠点で立ち上がりを後押ししようとしている。数だけを見れば大きいが、問題はそれを死の谷を越える一点にどれだけ集中させられるかにある。

支援を薄く広げれば、どの谷も越えられずに終わりかねない。本レポートは、市場の見え方から始めて、技術の到達点と関門、研究拠点の配置、勝ち筋を支える制度と各国の構え、担い手の偏り、そして機関を越えて束ね直すべき新しい研究のかたちの順に、この持続力をどこに築くかを読み解いていく。結論を先に置けば、日本の答えは、発酵という土台の上に、設計の速さと製造の粘り強さを同じ場所で結び直すことにある。以降の各章は、その結び直しを具体的にたどっていく。この結び直しは、単なるかけ声ではない。

発酵という日本固有の資産を、人工知能と自動化という新しい道具で磨き直し、規模化の工学と資本でそれを製造まで運ぶ。その一連の流れを、一社や一機関でなく、国として設計できるかどうかに、日本のバイオものづくりの未来がかかっている。技術で世界に追いつくのではなく、強みを軸に世界で不可欠な位置を築く。それが、本レポートが描く勝ち筋の全体像である。技術は世界の水準に届いている、しかし勝敗は技術の外にある。この逆説を正面から受け止めることが、日本のバイオ戦略の出発点になる。

発見の速さを競うのではなく、発見を製造まで運ぶ持続力を築く。その一点に、限られた資源を迷わず集中させられるかどうかが問われている。

合成生物学とバイオものづくりをめぐる議論は、いつも大きな数字から始まる。しかしその数字は、何を市場と数えるかで桁が変わってしまう。ここを曖昧にしたまま話を進めると、期待だけが先走り、足元の現実を見失う。まず問うべきは、その数字がいったい何を数えたものなのか、という一点である。狭く、道具やサービスを売る市場と数えれば、2024年時点でおよそ170億ドルにとどまる。広く、バイオを使って生産されうる経済価値と数えれば、マッキンゼーは2030年から2040年にかけて年2兆から4兆ドルにのぼると試算する。

同じ言葉のもとに、100倍以上の開きが同居しているのである。この開きこそが、この領域の期待と現実のあいだの距離を映している。この開きは、期待の大きさと足元の小ささが同時に存在している現実を表している。バイオはやがて経済の広い範囲を作り替えると語られる一方で、いま実際に売買されている道具の市場は、まだ小さい。将来の巨大さと現在の小ささが、どちらも真実なのである。だからこそ、どの数字を事業判断の前提に置くかを、まず慎重に選ばなければならない。では、何が変わったから、いま改めてこの領域が問われているのか。

変わったのは設計の速さである

かつて微生物にものを作らせる技術は、長い経験の積み重ねの上に成り立つ職人の世界だった。しかし近年、その世界に人工知能と自動化が入り込み、設計そのものを速く正確に行えるようになった。この変化こそが、古い産業に新しい可能性を開いた転機である。日本には発酵と酵素と素材づくりの長い蓄積があり、微生物にものを作らせる技術の土台がすでにあるという事実がある。ゼロから土台を築くのではなく、すでにある土台をどう生かすかが、日本にとっての出発点になる。

この土台を持たない国は、基礎から積み上げなければならないが、日本はその先から始められる。変わったのは、その微生物を人の勘と経験でなく、人工知能で設計し、自動化された装置で作り替えられるようになったことだ。設計の自由度が一気に広がり、これまで作れなかった物質を狙って作れる時代が近づいている。長く職人の技として受け継がれてきた発酵が、はじめて設計の対象になったのである。勘の世界が、設計の世界へと移りつつある。では、なぜ日本の勝敗を決めるのが技術でないのか。ここに本領域の逆説がある。

勝敗は製造と資本の側へ移る

技術が進むほどに、事業の成否を分ける場所が技術の外側へ移っていくからである。誰もが優れた設計に手が届くようになれば、差がつくのは設計の先、すなわち作り続ける力になる。技術が民主化されるほど、勝負は製造と資本の側へ移っていく。研究室で成功した生産を、工場の規模へ引き上げようとすると、熱の制御や酸素の供給といった物理の壁が立ちはだかり、多くの企業がそこで止まる。小さな容器では行き渡っていた条件が、大きな装置では中心と表面で食い違い、微生物が均一に働かなくなる。技術は正しいのに、規模がそれを裏切るのである。

この裏切りが、多くの有望な事業を途中で倒してきた。つまり問いは、優れた技術をどう発明するかではなく、発明を止めずに大量生産と資本の壁を越えられるかへと移っている。この壁を越えるには、長い時間と多額の資金が要り、その間、収益はほとんど立たない。忍耐と資本が試される局面が、技術の先に待っている。ここを越えられるかどうかが、事業の生死を分ける。発酵の蓄積を持つ日本が、この壁を越える設計と資金の仕組みをつくれるかどうか。それが、本基盤の審議が繰り返し立ち返る一点である。

答えの方向は明快で、発酵という土台に人工知能の設計力を重ね、規模を引き上げる技術と資本を国として束ねることにある。状況を整理すれば、市場は不確かで、技術は進み、しかし勝敗を決めるのは技術の外にある。以降の各章は、この状況を市場・技術・拠点・制度・人材の各面から具体的にたどり、日本がどこに持続力を築けるかを一つずつ明らかにしていく。ここで押さえておくべきは、この状況が悲観の材料ではなく、選択の材料だという点である。市場が不確かだからこそ、公的投資という確かな足場を頼りに、勝てる領域を選び抜ける。

不確かさは選択の材料になる

技術が民主化されたからこそ、発酵という固有の強みが差を生む。担い手が偏っているからこそ、束ね直す余地が大きい。どの条件も、見方を変えれば、日本にとっての機会になる。問題は、その機会を、迷いなく一点へ集中させられるかどうかである。曖昧な数字に振り回されず、確かな足場から勝ち筋を選ぶ。その姿勢が、この領域では何より問われている。この選択の材料をどう読むかで、日本のこの領域の未来は分かれる。悲観して手を引くのか、機会として束ね直すのか。本レポートが立つのは、後者の側である。不確かさのなかに機会を見いだし、強みへ集中する。

曖昧な数字に振り回されず、公的投資という確かな足場から勝てる領域を選び抜く。その選択の構えで、以降の各章は市場・技術・拠点・制度・人材の道筋を一つずつたどっていく。

合成生物学の市場規模は、定義の違いで桁が変わり、見出しの数字は出典がどの範囲を指しているかに強く依存する。この一点を押さえないまま数字だけを追うと、判断を大きく誤る。まず、市場という言葉が3つのまったく異なる意味で使われていることを見分ける必要がある。数字の大きさよりも、その数字が何を測っているかのほうが重要である。最も狭い数え方は、研究や生産のための道具やサービスを売る市場である。この範囲でみると、2024年時点でおよそ170億ドルにとどまる。

実際に取引されている規模であり、堅い数字だが、まだ小さい。ここだけを見れば、この領域はまだニッチな市場にも見える。堅実だが、投資を呼ぶには物足りない数字である。次に広い数え方は、バイオを使って作られる製品そのものの応用市場である。医薬や素材や食品にまたがるため、桁は一気に跳ね上がる。何をバイオ由来と数えるかで幅は大きく動き、推計者によって前提が異なる。同じ応用市場でも、算定の仕方で結論が変わってくる。ここでは、数字の根拠を必ず確かめなければ、比較そのものが成り立たない。

波及価値と取引市場を分ける

最も広い数え方は、バイオが生み出す経済への波及価値まで含めるもので、マッキンゼーはこの範囲で、2030年から2040年にかけて年2兆から4兆ドルという長期の試算を示している。これは市場というより、バイオが経済を作り替える潜在力の見積もりに近い。壮大だが、そのぶん不確かさも大きい。この数字を、いま取引される市場と同列に扱ってはならない。170億ドルと数兆ドルという、100倍以上の開きが同じ言葉の下に同居している。

だから、事業判断では、道具の市場か、応用の市場か、経済への波及かを必ず区別し、混ぜてはならない。壮大な数字を根拠に投資を決め、実際には小さな道具市場しか立ち上がらないという失敗は、この混同から生まれる。逆に、狭い数字だけを見て機会を見逃すのも、同じ誤りの裏返しである。見通しの不確かさが大きいなかで、より確かな手がかりになるのが、各国が投じる公的な資金である。

公的投資が確かな足場になる

市場予測は民間の推計で定義差が大きいが、政府の投資額は、その国がこの領域をどれだけ重く見ているかという意思の表明として読み取りやすい。数字の信頼度という点で、公的投資は市場予測より地に足がついている。将来の市場が不確かでも、いま各国が張っている賭け金は、はっきりと見える。日本自身も、この領域を経済安全保障と医療安全保障の柱と定め、およそ1兆円の支援を用意している。市場の数字を鵜呑みにするのではなく、公的投資という確かな土台の上に、応用市場の広がりを重ねて読むのが妥当な構えである。

すでに人工タンパク質の素材化や藻類の産業化に挑む日本のスタートアップは、その応用市場の入口に立っている。彼らが谷を越えれば、道具の市場ではなく応用の市場で日本が稼ぐ姿が見えてくる。要するに、市場の物語は3つの層に分けて読むべきである。狭い道具市場の現在地、応用市場の将来の広がり、そして各国の公的投資という確かな足場。この3層を混ぜずに並べることで、はじめて過大な期待にも過小な諦めにも傾かない判断ができる。数字に振り回されるのではなく、数字を分解して読む姿勢が、この領域では欠かせない。

3つの層を混ぜずに読み解く

この3層を分けて見たとき初めて、日本が発酵の蓄積を、どの市場でどの規模で収益に変えられるかという問いが、地に足のついた形で立ち上がる。次章では、その市場を実現する技術が、いまどこまで来ていて、どこで止まるのかを見ていく。市場の広がりは、技術がどこまで規模化できるかに、そのままかかっているからである。応用市場の巨大な数字も、規模化の谷を越えられなければ絵に描いた餅にすぎない。この読み方は、政策にも投資にも共通して効く。

壮大な波及価値の数字を掲げて予算を組んでも、実際に立ち上がるのが小さな道具市場だけなら、期待と現実の乖離が失望を招く。逆に、道具市場の小ささだけを見て手を引けば、応用市場が開いたときに乗り遅れる。だからこそ、3つの層を同時に見据えながら、公的投資という確かな足場の上で、応用市場の広がりに賭けるのが賢い構えである。日本のスタートアップが素材や食品の応用で谷を越えられれば、そのとき初めて、数兆ドルという数字の一部が、日本の稼ぐ力として現実になる。数字の読み方一つで、判断は大きく変わる。

だからこそ、市場を語るときは、どの層の話をしているのかを、いつも自分に問い直す必要がある。道具の現在地か、応用の広がりか、波及の潜在力か。この区別を怠らないことが、過大な投資も過小な撤退も避ける、市場を読むうえでの最初の規律になる。

バイオ分野の技術は、いくつもの前進を積み重ねて急速に進んでいる。人工知能を使って狙った反応を触媒する酵素を設計する技術、生きた細胞を使わずにタンパク質を合成する無細胞の技術、そしてゲノムを編集する治療が次々と承認へ至る積み上げが、技術の地平を着実に押し広げている。これらはいずれも、ものを作り、病を治す力を根本から変えつつある。かつては、目的の物質を作る微生物を、膨大な試行錯誤の末にようやく見つけ出していた。

何万という候補を手作業で試し、当たりを引くまで年単位の時間がかかることも珍しくなかった。いまは、人工知能が有望な設計をあらかじめ絞り込み、自動化された装置がそれを高速に試す。設計から生産までの回転が、桁違いに速くなった。この速さが、これまで不可能だった探索を可能にしている。生きた細胞を使わずにタンパク質を合成する無細胞の技術も進んでいる。細胞という複雑な容れ物の制約を外すことで、設計の自由度が上がり、これまで細胞のなかでは作りにくかった物質にも手が届くようになる。

ものを作る舞台そのものを、必要に応じて組み立て直せるようになってきたのである。細胞が嫌がる反応も、細胞を使わなければ自由に試せる。遺伝子を狙って書き換えるゲノム編集も、実験室の技術から治療の現場へと移りつつある。難病に対するゲノム編集治療が規制当局の承認を得る例が現れ、バイオ医薬の可能性は、着実に現実のものになってきた。医療の側では、技術が患者に届く段階に入り始めている。承認という一つひとつの積み上げが、投資家にとっての確かな手応えになっている。ところが、この技術の前進は、事業の持続とまっすぐにはつながらない。

スケールアップという死の谷

ここに本領域の最大の関門がある。設計が速くなり、承認が積み上がっても、それだけでは事業は立ち上がらないのである。技術の華々しさと、事業の地味な持続力のあいだには、深い溝が横たわっている。バイオ製造に取り組む企業の大多数は、数百リットルの規模で足踏みしており、1000リットル以上へ規模を引き上げようとすると、熱の制御や溶けている酸素の供給が破綻して失敗する例が大半を占める。ここが、事業化の成否を分ける最大の分水嶺になる。

研究の成功が、そのまま量産の成功を意味しないことを、この数字は突きつけている。実験室の小さな容器では、温度も酸素も細部まで行き渡らせられる。しかし容器が大きくなるほど、中心と表面で条件が食い違い、微生物が均一に働かなくなる。表面近くの微生物は酸素を得られても、中心の微生物は酸欠に陥る。発酵で生じる熱も、大きな装置では逃がしきれず、内部にこもってしまう。技術そのものが正しくても、規模の物理がそれを裏切るのである。この関門は、しばしばスケールアップの死の谷と呼ばれる。

設計の速さは事業を保証しない

研究としては成功しているのに、事業として立ち上がる手前で資金も尽きて倒れていく。谷を渡るには長い時間と巨額の投資が要り、そのあいだ収益はほとんど立たない。優れた発見が、製造という谷を渡りきれずに消えていく構図である。世界中で、この谷が数多くの有望な企業を呑み込んできた。だからこそ、技術の確からしさと事業の持続性を、別のものとして扱わなければならない。問われるのは、最先端の酵素をどう設計するかだけでなく、その設計を大きな装置の上で安定して動かし続けられるかである。

設計の天才と、規模化の職人は、必ずしも同じではない。両方を同じ組織の中に抱えられるかが、事業の生死を分ける。技術の到達点を語るときは、必ずこの反証となる条件を併記する必要がある。すなわち、規模を引き上げる工学が伴わなければ、人工知能による設計の速さも、無細胞合成の自由度も、事業の成功を保証しないという冷厳な条件である。技術の華々しさに目を奪われて、この条件を見落とせば、判断はたやすく狂う。確度の高い技術ほど、その反証条件を丁寧に確かめる必要がある。人工知能が加速する設計の側と、規模の物理を制する製造の側。

発酵の現場知が谷を越える

この2つを同じ組織のなかで結び直すことが、死の谷を越えるための現実的な道筋になる。設計と製造を別々の場所に置いたままでは、谷は越えられない。日本の発酵の蓄積は、この製造の側に厚みを与えうる資産である。次章では、その結び直しを担う研究拠点の配置を見ていく。ここで見落としてはならないのは、死の谷が技術の失敗ではなく、工学と資本の不足によって生まれるという点である。発見そのものは正しい。正しい発見を、大きな装置の上で安定して動かし続ける工学と、その間の赤字を支える資本が足りないから、谷が越えられない。

だとすれば、越え方も見えてくる。設計を担う研究の力に、規模化を担う工学の力と、長い赤字に耐える資本を、同じ場所で束ねればよい。日本の発酵の蓄積は、まさにこの規模化の工学に厚みを与えうる資産である。何百年も微生物を大きな樽で扱ってきた経験は、実験室の科学が持たない現場の知恵を含んでいる。技術の最先端と、発酵の現場知を結び直すこと。それが、日本にとっての死の谷の越え方になる。この越え方は、日本だからこそ描ける道でもある。

設計の最先端では世界の一線に追いつく努力が要るが、規模化の現場では、発酵という長い蓄積が他国にない厚みを与える。最先端の設計と、現場の規模化の知恵。この2つを同じ国のなかで結べる国は、そう多くない。技術の谷を、日本固有の強みで越えていく。そこに、この領域での日本の勝ち筋が確かに立ち上がってくる。

死の谷を越える鍵は、単独の発明でなく、設計から製造までを自動で回す拠点にある。日本のバイオものづくりは、発酵と酵素と素材に長い蓄積を持つ大学と研究機関を基盤としており、その中核に、自動化された設計サイクルを進める研究拠点が育ちつつある。点在する強みを、拠点という形で束ねられるかが問われている。個人の力の集まりではなく、組織としての厚みが要る局面である。

設計を自動で回す中核拠点

神戸大学の先端バイオ工学研究センターは、設計し、作り、試し、そこから学んで次の設計へ戻るという一連の流れを、人手でなく装置で自動的に回す取り組みを進めている。この回転の速さこそが、試行錯誤の時間を圧縮し、規模化への距離を縮める。人が一つずつ試していた工程を機械が高速で回すことで、有望な設計に早くたどり着けるようになる。日本の発酵の蓄積が、ここで自動化の技術と出会っている。理化学研究所と産業技術総合研究所は、微生物にものを作らせる生産基盤を、研究室の内側から産業の現場へ橋渡しする役割を担う。

基礎の発見を、そのままでは工場では動かない発見を、製造につながる形へ翻訳する層が、ここに置かれている。発見と製造のあいだをつなぐ、この中間の層が、日本の弱点になりやすい部分でもある。優れた発見が、この翻訳の層を欠いて眠ってしまうことも少なくない。医療の側では、京都大学がiPS細胞の分厚い蓄積を持つ。あらゆる細胞に育つ可能性を持つ細胞から、組織や治療を作り出す研究の中心として、再生医療の可能性を長く育ててきた拠点である。バイオ医薬・再生医療という投資のもう一方の柱は、この蓄積の上に立っている。

日本が世界に先んじて切り拓いた領域が、いま事業化の段階を迎えている。問われているのは、これらの国内の拠点が、世界の一線の研究機関とどう競い、どう連携するかである。設計と製造をつなぐ力は、一国のなかだけで完結するものではなく、世界の最前線との往来のなかで磨かれる。孤立した強みは、やがて世界の速さに置いていかれる。

世界の一線とどう向き合うか

海外に目を向ければ、微生物にものを作らせる研究ではカリフォルニア大学バークレー校の合同バイオエネルギー研究所が世界を先導し、タンパク質を狙って設計する研究では、マサチューセッツ工科大学やワシントン大学のタンパク質設計研究所が突出した成果を上げている。これらの拠点は、設計の最前線を走り続けている。日本はこの最前線と、競争と協力の両面で向き合わなければならない。日本の拠点がこれらと肩を並べるには、個々の研究者の力に頼るだけでは足りない。

優れた研究者が各所にいても、それが機関ごとにばらばらに働いていては、拠点としての厚みは生まれない。設計を担う知と、規模化を担う工学を、拠点として束ね直す必要がある。バラバラの点を、産業を支える面へと変える作業が求められている。研究拠点の地図が示すのは、日本には発酵と医療の両面に確かな核があるという強みと、それらが機関ごとに散らばっているという弱みが、同時に存在するという現実である。強みは点として確かにあるのに、線としてつながっていない。この線をつなぐことが、拠点戦略の中心にある。

散らばる核を一本の背骨へ

神戸大学の自動化サイクル、理化学研究所と産業技術総合研究所の産業化研究、京都大学のiPS細胞。これらの核を線でつなぎ、設計から製造までの道筋を1本の産業の背骨へと編み直すこと。それが、拠点の配置から見えてくる次の課題である。核を束ねられれば、世界の一線と競う厚みが生まれ、死の谷を越える製造の力が、拠点として立ち上がってくる。拠点を束ねるとは、建物を一つに集めることではない。設計を速く回す力、発見を製造へ翻訳する力、そして規模化の工学を、機関の壁を越えて一つの流れとして結ぶことである。

神戸大学の自動化が生んだ設計を、理化学研究所や産業技術総合研究所が製造へ翻訳し、それが実際の工場へと届く。そうした流れを、大学や研究機関ごとの縦割りを越えて作れるかどうか。ここに、日本が世界の一線と競うための鍵がある。優れた核はすでにある。あとは、その核を線でつなぎ、面として厚みを持たせる設計が問われている。縦割りを越えて拠点を束ねる作業は、制度の後押しなしには進みにくい。研究機関ごとの評価や予算の仕組みが、機関を越えた連携をむしろ妨げることもある。

だからこそ、拠点を線でつなぐには、国が横のつながりを支える設計を用意する必要がある。人と拠点はすでにある。それらを結ぶ制度の設計が整えば、日本の発酵と医療の核は、世界と競う一つの産業の背骨へと編み上がっていく。

勝ち筋を支えるのは、技術や拠点だけではない。制度と各国の構えが、市場が広がる速さと方向を大きく左右する。政府はバイオを経済安全保障と医療安全保障に位置づけ、およそ1兆円の支援と、スタートアップおよそ40社、製造拠点25拠点という具体的な数で、投資を加速しようとしている。数の規模は大きいが、それをどこに集中させるかが問われている。薄く広げれば、どの谷も越えられない。こうした仕組みの面では、その広がりが技術の成熟だけでなく、規制と社会の受け入れに強く縛られる。

どれほど優れた技術でも、売ってよいという制度が整い、消費者が受け入れなければ、市場には届かない。ここを読み違えると、技術があっても事業が立ち上がらない。それは、技術の後を追う障害ではなく、市場が広がる順序そのものを決める前提である。日本では、ゲノム編集で作られた食品が2019年10月から届出制で運用されている。生物を扱う際の安全を定めたカルタヘナ法があり、再生医療等製品については、一定の条件と期限をつけて早期に承認する制度が併存する。日本は、この分野の枠組みづくりを比較的早くから進めてきた国の一つである。

制度が市場の順序を決める

整った仕組みは、事業に踏み出す予見性を与える資産にもなる。海外では枠組みが分かれている。欧州連合は、新しいゲノム技術を対象とする規則案を2023年に提案したものの、いまなお審議の途上にあり、方向が定まっていない。シンガポールは、細胞から作る肉を世界で初めて承認し、社会実装で先行した。規制の速さと厳しさが、そのまま国ごとの事業機会の差になっている。どの市場に、いつ、どの製品で踏み出すかは、この規制の地図を読み解くことから始まる。

規制が定まらないなかで、事業に踏み出す順序を誤らないためには、日本・シンガポール・欧州連合それぞれの規制を、運用の実際とともに読み解く必要がある。加えて、技術が軍事にも転用されうるという両義性と、生物由来の脅威を管理するという安全保障の視点も欠かせない。ものを作る技術は、悪用を防ぐ管理と表裏一体で語られなければならない。この管理を欠けば、産業そのものが社会の信頼を失いかねない。主要国は、この領域を国家戦略として競い合っている。

各国が巨額の国費で覇を競う

アメリカは2022年の大統領令で20億ドルを超える初期の配分を決め、欧州連合はバイオ産業の官民連携に2021年から2027年で20億ユーロ規模を投じ、イギリスは10年で20億ポンド、中国は五カ年計画でバイオ経済を戦略に据えた。世界の主要国が、そろってこの領域に国費を注いでいる。もはや、資金を投じるかどうかではなく、どう賢く配分するかが問われる段階に入っている。とりわけアメリカでは、国防総省がバイオを重要技術に掲げ、関連するデータを集めている。

経済と医療の安全保障という同じ言葉の下で、各国が巨額の国費を投じ、覇を競っているのが現在の構図である。この競争は、単なる産業政策を超えて、国の安全保障の一部として進んでいる。バイオは、経済と防衛の交わる場所に立っている。この競争のなかで、日本はどの位置を占めるのか。技術は確かでも事業が続かないという構造的なリスクを抱えたまま、他国と同じ土俵で規模を競えば、優れた研究が海外の量産に呑まれかねない。正面から量で張り合う戦い方は、日本にとって分が悪い。強みでない土俵で戦えば、資金の厚い国に押し切られる。

資金の量でなく使い方で勝つ

だからこそ日本の勝ち筋は、量で正面から競うのでなく、発酵の蓄積という固有の強みに、人工知能の設計と自動化を重ね、規模化の壁を越えた製造基盤を国として確立することにある。制度と投資を、その一点に集中させられるかどうかが問われている。散らばった支援を、死の谷を越える製造基盤という一点へ束ねること。1兆円の支援も、40社のスタートアップも、25拠点の生産拠点も、この一点に向けてこそ力を発揮する。それが、勝ち筋を仕組みの面から支える要になる。

ここで重要なのは、制度と投資が、勝ち筋の方向とずれてはならないという点である。日本が発酵とものづくりの製造基盤で勝つと決めたなら、制度の整備も、公的資金の配分も、その一点に沿って動かす必要がある。規制が整っていても、支援が医療と発酵に薄く分散すれば、どちらの柱も中途半端に終わる。逆に、勝てる領域を選び、そこへ支援と資金を集中させれば、限られた国費でも世界と伍していける。各国が巨額の国費を注ぐなかで、日本が勝負できるのは、資金の量ではなく、その使い方の賢さである。

強みを見極め、そこへ集中し、規模化の谷を越える製造基盤を確立する。制度と投資を、この筋書きに沿って束ねられるかどうかが、日本のこの領域の成否を最終的に決める。国の投資が成果を生むかどうかは、10年後、20年後に、日本発の生産基盤が世界のなかでどれだけの位置を占めているかで測られる。いま蒔く種が、そのときどんな実をつけるか。こうした設計は、長い時間を見据えて組まれなければならない。目先の成果を急いで支援を細切れに配れば、規模化の谷を越える前に資金が尽きてしまう。

腰を据えた長期の投資こそが、死の谷を渡りきるための、制度の側からの支えになる。

勝ち筋を実際に担うのは、人である。ところが、いまの合成生物学とバイオの担い手の分布を見ると、大きな偏りがある。この領域に紐づく研究者はおよそ1万7913名にのぼり、名指しできる者だけでも1万3546名に及ぶが、その多くは医療と治療の塊に集中している。人材の厚みは十分にあるのに、その配置に偏りがあるのである。数の問題ではなく、配置の問題がここにある。

研究者は医療と治療に集中する

最も大きい集まりは再生医療とiPS細胞に関わるおよそ3635名で、続いて遺伝子治療や放射線治療のおよそ1771名、分子を標的にした治療や腫瘍の微小環境に関わるおよそ1766名と、この領域が上位を占める。さらに、炎症や細胞生物学、遺伝子の発現制御といった臨床の基礎に近い領域にも、それぞれ千名を超える研究者が連なる。人材の重心は、明らかにこちら側にある。一方で、発酵でものを作る側、素材や化学品に変える側、細胞を使わずに合成する側といった、ものづくりの担い手は、少人数ずつ機関に散らばっている。

ものづくり側が最も手薄になる

投資の一方の柱である発酵と人工知能のバイオものづくりを担う人材が、数のうえで手薄なのである。勝ち筋の一方の柱を支える人が、いちばん薄いという逆転が起きている。日本の強みである発酵の担い手が、実は最も束ねられていない。象徴的な人物は各所にいる。発酵と代謝の設計で知られる神戸大学の近藤昭彦は、微生物にものを作らせる研究の国内の核であり、細胞の表面を工学的に設計する技術と自動化された生産基盤を長く育ててきた。

日本の発酵ものづくりを、世界の合成生物学へとつなぐ結節点になってきた研究者である。彼の周辺に、その担い手を束ね直す軸がある。海外に目を向ければ、微生物の代謝を設計してものを作る分野では、カリフォルニア大学バークレー校のジェイ・キースリングが世界を先導してきた。医療の側では、iPS細胞を生み出した京都大学の山中伸弥の蓄積が、再生医療の土台をなしている。国内外に、それぞれの柱を象徴する核となる研究者がいる。問題は、こうした核と、その周りに散らばる担い手を、どう結びつけるかである。

組むべき相手は、こうした核となる研究者を中心に、細胞の設計、発酵の高度化、酵素の設計、無細胞の合成といった各分野に広がっている。中核の機関としては、神戸大学の生産基盤、理化学研究所と産業技術総合研究所の産業化研究、京都大学のiPS細胞が挙げられる。核となる人と拠点は、すでに揃っている。足りないのは、それらを線でつなぐ仕組みである。ただ、人材が医療と治療に偏り、ものづくり側が薄いという現状は、そのままでは勝ち筋の担い手不足に直結する。

放っておけば、発酵という強みを事業へ運ぶ人が足りず、優れた技術も規模化の谷で止まってしまう。人材の偏りは、そのまま事業の弱点になる。強みの領域に人を集められなければ、勝ち筋は絵に描いた餅で終わる。数の多いこの側も、安泰とは言えない。iPS細胞、抗体、抗体薬物複合体といった治療のかたちが別々の塊に分かれ、横のつながりが薄いという弱みを抱える。母数は大きいのに、技術資産が分断されているため、力を合わせて大きな成果を出しにくい構造にある。数の多さが、必ずしも力の大きさにはつながっていない。つまり課題は2つある。

束ねと横つなぎの二つの課題

ものづくり側の少数の人を機関を越えて束ねること、そして医療側の分かれた技術資産を横につなぐこと。この2つを同時に進めなければ、発酵と医薬という2つの柱は、力を発揮しきれない。人手は足りているのだから、あとはそれをどう組み替えるかである。次章では、その具体案を、実在する研究者の名前とともに示していく。この発想は、新しく人を育てることとは異なる。すでにいる研究者を、これまでとは違う組み合わせで結び直すことに、この処方箋の眼目がある。

ものづくりの担い手は、機関ごとに散らばっているだけで、いないわけではない。医療の技術資産も、分断されているだけで、失われてはいない。だとすれば、必要なのは新しい人手の大量育成ではなく、いまいる人を、勝ち筋に沿って組み替える設計である。人はいる、拠点もある、あとはその結び方だ。次章は、その結び方を、具体的な名前をもって示していく。人材の地図が教えるのは、日本に足りないのは人でも拠点でもなく、それらをその筋に沿って結ぶ設計だという事実である。

医療に偏った重心を、生産の側へと少しずつ動かし、分断された技術資産を横につなぐ。その組み替えができれば、いま眠っている力が、勝ち筋を担う力へと変わっていく。

人材の偏りへの処方箋として、本基盤は、これまで共同研究の実績がない新しい組み合わせで、機関を越えて研究者を束ね直す6件の研究クラスターを提案する。合わせて名指しできる研究者36名、参加する機関31、いずれのチームも異なる分野と異なる機関の研究者で構成し、投資の2つの柱に1対1で対応させている。既存の共同研究の延長ではなく、これまで交わらなかった者どうしを橋渡しする点に、この提案の眼目がある。同じ大学のなかで完結する連携ではなく、機関の壁を越えることに意味がある。

生産基盤を組み直す新編成

第1のかたちは、微生物や酵母の代謝そのものを設計してものを作る生産基盤である。神戸大学で持続可能なバイオ生産を進める野田修平を軸に、医療用の糖タンパク質生産を手がける大阪大学の藤山和仁、遺伝子発現の制御からバイオ生産に取り組む名城大学の兒島孝明、二酸化炭素を資源に変える奈良工業高等専門学校の直江一光、木質のバイオ燃料に取り組む室蘭工業大学の簗瀬英司、膜輸送体から合成生物学を展開する愛媛大学の野澤彰らを、異なる強みで結ぶ。神戸大学に代表される自動化された設計サイクルを、複数の機関から組み直す試みである。

第2のかたちは、発酵で高付加価値の物質を作る精密な発酵である。酵母の発酵で脂肪酸を生産する東邦大学の植村浩、微生物のエネルギー代謝を制御する北海道大学の横田篤、代謝の制御で発酵を革新する東北大学の新谷尚弘、遺伝子編集で酵母の代謝を改良する奈良先端科学技術大学院大学の棚橋亮弥に、農業・食品産業技術総合研究機構の中村敏英や北海道立総合研究機構の佐藤朋之が加わる。日本が長く培ってきた発酵を、勘に頼る技から、精密に制御された生産へと引き上げる。国立と公立、大学と研究機関をまたいで、発酵の力を束ねる編成である。

医薬と再生医療を横につなぐ

第3のかたちは、投資のもう一方の柱であるバイオ医薬と再生医療である。iPS細胞で心筋の異常を解明する神戸大学の南部静紀、抗体医薬の機能を糖鎖から高める大阪大学の梶浦裕之、抗体薬物複合体でがんに挑む自治医科大学の安部貴大、再生医療で骨壊死を治す金沢大学の谷中惇、幹細胞で重症の心不全に挑む国立循環器病研究センターの生田亜由美らを、京都大学のiPS細胞の蓄積を核に横へつなぐ。

iPS細胞、抗体、抗体薬物複合体、細胞治療、遺伝子治療と、別々の塊に分かれていた治療のかたちを、機関を越えて束ね直す試みである。母数の大きい領域だからこそ、横のつながりが力を生む。第4のかたちは、人工知能を使ったタンパク質と酵素の設計である。

人工の金属酵素を設計する大阪大学の大洞光司、機械学習で酵素を設計する神戸大学の工藤恒、人工タンパク質の設計を進める名古屋大学の太田亮作、人工酵素の創製に取り組む東京理科大学の荒川孝俊、ペプチドの自己集合から人工酵素を創る東京科学大学の澤田知久らが、試行錯誤でなく設計によって、発酵の生産基盤が必要とする触媒を供給する。設計の側と製造の側を、触媒を通じて結ぶ役割を担い、第1と第2のかたちを技術の面から支える。第5のかたちは、木のバイオマスを分解して生分解性の素材や化学品に変える取り組みである。

木質の変換を進める京都府立大学の宮藤久士、リグニンを活用する東京大学の横山朝哉、持続可能なエネルギーを木から創る京都大学の坂志朗、リグニンの分解酵素で生分解性のプラスチックへ導く長岡技術科学大学の上村直史、木質のメタン発酵に取り組む新潟大学の高野初美、木質バイオマスの活用を進める神戸大学の鈴木昭浩らが、石油に由来する素材の置き換えに挑む。分解の酵素から素材への変換まで、異なる工程の担い手を一つの流れにつなぐ。第6のかたちは、生きた細胞を使わずに機能を作る無細胞と人工細胞の技術である。

独立検証を通した実在の提案

無細胞の合成でがんのシグナルを解析する理化学研究所の益田恵子、人工の細胞膜でイオンチャネルを解析する神奈川県立産業技術総合研究所の大崎寿久、人工の細胞膜で膜タンパク質を解析する群馬大学の園山正史、無細胞のタンパク質合成で人工細胞の創成を目指す早稲田大学の上田卓也、高精度の診断に無細胞合成を用いる滋賀県立大学の渋谷勝彦らが、細胞という制約を外した高い設計の自由度を切り拓く。これらの提案の新しさは、各チームのなかの研究者の組み合わせが、これまで共同研究が確認できない関係にあることにある。検査した90組すべてが、共著の実績がない新規の組み合わせであることを機械的に確認した。名指しは、氏名と所属が確認でき、本人と同定できる確度が高い者だけに限り、それ以外は人数のみを示している。氏名以外の個人情報は一切出していない。実在する研究者だけを名指しし、名前を作り出すことは一切していない。むろん、これは将来に連携しうる可能性を示すもので、確かさは高くない。もし、ものづくりの基盤がすでに単一の拠点や一社の中で設計から生産まで完結しているなら、機関を越えて束ね直す意義は小さくなる。

また、名指しした研究者の主眼が、実は農業や環境の微生物研究にあるなら、その組み合わせは棄却される。この反証の条件を添えたうえで、独立した検証を通し、実在する研究者のみを名指しし、事実の捏造を排して提示している。散らばった担い手を、機関の壁を越えて束ね直すことが、勝ち筋の担い手をつくる最初の一歩になる。名指しは提案であって、実際に組むかどうかは、当事者の判断に委ねられている。この6件の提案は、人材の偏りという課題への、一つの具体的な答えである。

医療と治療に偏った人材を、ものづくりの側へと引き寄せ、分断された医療の技術資産を横につなぐ。異なる分野と異なる機関を橋渡しすることで、これまで生まれなかった組み合わせから、新しい発見と事業が生まれる余地をつくる。もちろん、束ねること自体が目的化してはならない。しかし、束ね直す余地がここにあるという事実を、名前をもって具体的に示すこと自体が、勝ち筋の担い手をつくる議論の確かな出発点になる。

最後に、この勝ち筋がどのような条件で崩れうるかを見定め、そのうえで打ち手を3つの時間軸に分けて描く。市場の広がりを左右する最大の変数は、技術の成熟でなく、規制と社会の受け入れである。ここを読み違えれば、優れた技術も世に届かない。技術の進み方だけを見て未来を描けば、判断を誤る。市場を開くのは、技術と同じくらい、制度と人々の受容だからである。日本では、ゲノム編集で作られた食品が2019年10月から届出制で運用され、カルタヘナ法や再生医療等製品の条件・期限付きの承認制度が併存する。

欧州連合は、新しいゲノム技術の規則案を2023年に提案したまま審議を続けており、方向が定まっていない。この不確かさが、どの市場にいつ踏み出すかという事業の順序を難しくしている。規制が固まらないうちは、投資も慎重にならざるをえない。勝ち筋が崩れる反証の条件は、明快である。技術は確かでも事業が続かないという構造が解消されなければ、すなわち規模を引き上げる工学と資本を国として束ねられなければ、日本の優れた研究は海外の量産に呑み込まれる。

近い将来から長期への3段

もし、ものづくりの基盤がすでに単一の拠点で完結しているなら、機関を越えてまとめる意義も薄れる。逆に言えば、この2つの反証が現実にならないよう手を打つことが、この筋を守ることになる。反証条件を見据えることは、悲観ではなく、備えである。この反証を踏まえたうえで、打ち手は3つの段に分けられる。第1の段は、近い将来に取り組むべきことである。発酵と人工知能を組み合わせた生産基盤を、機関を越えて束ね直し、規模を引き上げる工学を担う人材と設計を担う人材を、同じ場に結び直す。散らばった担い手を線でつなぐ作業が、まず必要になる。

本レポートが名指しで示した6件の研究クラスターは、その最初の具体案である。人を組み替えることから、すべてが始まる。第2の段は、2030年代に向けた中期の打ち手である。スケールアップの死の谷を越える製造の基盤を、国の支援とスタートアップおよそ40社、製造拠点25拠点を軸に、実際に立ち上げていく。同時に、規制の運用を見極め、社会の受け入れを丁寧に育て、普及の順序を整える。技術の谷と、制度と受容の谷を、同時に渡っていく局面である。ここで生産の実績を積めるかどうかが、次の10年を決める。

第3の段は、2040年に向けた長期の打ち手である。発酵という固有の蓄積の上に築いた製造基盤を、素材や医薬や食品へと展開し、経済安全保障と医療安全保障の両面で、日本が不可欠な位置を占める産業へと育てる。量で正面から競うのでなく、規模化を越えた設計と生産の力で、2040年に立ち上がる市場のおよそ10%という一角を確かに握る。全体を狙うのではなく、勝てる領域で不可欠になるという構えである。本領域の勝敗を決めるのは、繰り返すが、技術の確からしさではなく、発見を製造まで運びきる持続力である。

3つの段は順に積み上がる

発酵の蓄積を持つ日本が、人工知能の設計と自動化を重ね、スケールアップと資本の壁を越えられるかどうか。その一点に、2040年の立ち位置がかかっている。発見を止めずに製造まで運ぶ力を、いま、どこに築くか。それが、この領域に日本が問われている核心であり、本レポートが最初から最後まで立ち返ってきた一点である。この3つの段は、順に積み上がっていくものであり、どれか一つを飛ばすことはできない。まず人を束ね、次に生産の実績を積み、そのうえで産業として展開する。

近い将来の結び直しを怠れば、中期の生産基盤も立ち上がらず、長期の産業化も夢に終わる。逆に、最初の一歩を確かに踏み出せれば、次の段への道が開ける。日本には、発酵という固有の強みと、それを磨く人工知能の道具と、それを担う研究者たちが、すでに揃っている。足りないのは、それらを勝ち筋に沿って束ね、規模化と資本の壁を越える意志と設計である。発見を製造まで運びきる持続力を、いま、この国のどこに築くのか。その問いに答えることが、合成生物学とバイオものづくりで日本が世界に立つための、確かな一歩になる。

この一歩を踏み出すのに、遠い未来の技術を待つ必要はない。発酵の蓄積も、人工知能の設計も、担い手の研究者も、いま手元にある。欠けているのは、それらを勝ち筋に沿って束ねる決断である。決断が遅れれば、その間にも各国は国費を注ぎ、優れた研究は海外の量産へと流れていく。時間は、待ってはくれない。いま動き始めることが、2040年に日本が市場の一角を握れるかどうかを分ける。

この領域を産業創造プロセス(ICFM)の視点で読むと、成熟したバイオ医薬の内側で新モダリティが自己増殖する一方、代替タンパクのように核も需要も統合も欠く萌芽産業が同居していることが見えてくる。ICFMとは、産業が生まれる過程を6つの相(前提集積→触媒発火という死の谷→流動→支配的設計→離陸→淘汰)と、発火の前に観測できる基盤の成熟度で捉える枠組みである。

この領域に対応する4産業は律速軸が二分される。バイオ医薬・バイオテクノロジーとライフサイエンス研究支援は「成熟→次世代核」にあり、基盤完全性F=1.0・予測核Rは6.527と6.176の相5(離陸・自己増殖)。核・素材・需要・大手とCDMO二強(富士フイルム/AGC、Thermo Fisher等)の統合者が揃い、抗体医薬層は成熟しているが、細胞遺伝子治療(CGT)という新モダリティが自己増殖的に成長し、その量産・fill-finish供給網の統合が希少能力として争奪される。

対照的に、代替タンパク原料・食品とスマート農業・食料安全保障は「両面(知見×統合)」軸にある。代替タンパクはF=0.4・R=-0.052で相2〜相3の境界にあり、材料・需要・統合の3位置が実質的に欠落——培養肉はTRL4-7で発酵設備不足とアミノ酸コスト(18-19ドル/kg)が商用水準に届かず、植物肉は従来肉の2-3倍価格で米国売上が26%減じている。植物ミルク(27億ドル・成熟)だけが例外である。一方スマート農業はF=1.0・R=6.527で核・素材・需要は充足するが、相互運用アーキテクチャの統合が未完で相3(流動)にとどまる。「両面」の産業ほど、中核科学の谷と統合の担い手不在という2つの欠落が重なり、産業創造の余地が大きい。

この領域に対応する応用分野の研究者供給は、バイオ生産が6,285名、精密ゲノムが10,107名、食料・農業が11,134名、合計27,526名である(いずれも31.1万人版=本体235,521名とサブ76,054名を合わせた母集団に基づく)。基礎(免疫学・分子生物学)から量産(バイオプロセス工学)、農業情報科学まで層は厚い。ただしバイオ医薬では臨床研究者と量産・品質工学研究者の分断が谷となっており、研究者数の総量だけでは統合力を測れない。

名指しした研究者は研究者データベースおよび機関公式ディレクトリで実在・所属を照合済み（捏造ゼロ）。役割は核（中核知の担い手）／橋渡し（分野間のつなぎ役）／統合（産業全体を束ねる担い手）。

この領域で欠けているのは、分断された研究者群を束ねる統合の担い手である。名指しできる研究者クラスターとして、代替タンパクでは高密度細胞培養の白神直弘、微生物工学の渡邉研志、電気パルス発酵の大嶋孝之、難培養微生物の青井議輝が挙がる。スマート農業では精密農業の森下瑞貴・中西友子、農業情報科学の合田憲人、食料安全保障の李根雨、データ連携アーキテクチャの有田大作、センサー相互運用の中松和己が核・橋渡し・統合の各役を担う。研究者連携で解けるのは、バイオ医薬ではCGTを桁で量産可能にする遺伝子工学・細胞生物学・バイオプロセス工学・品質工学の結節点(富士フイルム富山工場が実在拠点)、スマート農業では機種横断のデータ連携を設計するデータアーキテクトの集約である。ただしCGT量産のコスト・歩留まりや培養肉の商用化はいずれも未解決で、地政学リスク(バイオセキュア法)も供給網を左右するため、含意は断定でなく記述にとどめる必要がある。

本サマリーは要点と全体像を示すものです。各テーマの一次資料・数値・出典・全リストは、詳細ページ「合成生物学・バイオ 詳細」でご確認いただけます。

出典・作成：本サマリーは内閣官房「日本成長戦略」関連の公表資料（議事要旨・政府目標・配布資料）および公開された学術・産業データに接地して作成した編集物であり、政府の公式見解ではありません。新研究クラスター構成案の名指し研究者は、研究者データベースおよび機関公式ディレクトリで実在・所属を照合しています（捏造ゼロ）。数値は生成時点の実データです。