美國放行基因編輯蘑菇和玉米 不含任何外源DNA

2020-11-26 觀察者網

在不到一周的時間裡，美國農業部相繼豁免了一種基因編輯蘑菇和一種基因編輯玉米的監管。

它們都採用了一種名為CRISPR/Cas9的基因編輯技術，這一消息讓許多正在使用這一技術的人感到歡欣鼓舞。

美國農業部在4月13日給賓夕法尼亞州立大學教授楊亦農發信稱，他所培育的CRISPR基因編輯白蘑菇不會受到該機構的監管，從而使這種蘑菇成為第一個脫離管控的CRISPR生物；五天後，農化巨頭杜邦先鋒公司雄心勃勃地宣布，其第一個CRISPR玉米的上市計劃，最早於2021年讓農民種上這種雜交玉米——它也剛剛獲得美國農業部的放行。

一直以來，轉基因農作物受到較為嚴格的監管。但隨著以CRISPR為代表的基因編輯技術的發展，這套監管程序顯得有些繁瑣。現在，美國的監管部門率先敞開口子，勢必加快基因編輯作物的上市速度，同時讓美國本土公司獲得先發優勢。

與轉基因的不同

楊亦農所在的賓夕法尼亞州是美國的蘑菇主產地，這裡的種植者平均每天生產約500噸蘑菇。

一個讓人頭疼的問題長期存在。蘑菇在採摘後，極易發生褐變，影響質量；而且，蘑菇對磕碰極為敏感，即便小心翼翼地揀貨和包裝，也難免激活那些加速蘑菇腐爛的酶。總會有一部分蘑菇還沒有到消費者的手中，就已褐變甚至腐爛。

一種叫做多酚氧化酶的物質，會讓蘑菇褐變。一個普通的白蘑菇，含有六個編碼多酚氧化酶的基因，楊亦農使用CRISPR技術敲除了一個，就使酶的活性降低了30%，從而讓蘑菇具備抵抗褐變的能力，也讓它擁有更長的保質期。

現在已應用的基因編輯技術，都是在生物自身基因組上進行改造，通過敲除幾個鹼基對或者一段DNA序列，讓作物獲得優良性狀，並未引入其他生物的外源基因。這樣一來，即使在分子檢測中，也無法區分基因編輯作物與常規育種的作物。

一般的轉基因作物最明顯的特徵，是具有外源生物的DNA。比如，目前種植面積最大的抗蟲作物和抗除草劑作物，都是通過添加細菌基因到植物中，從而使作物能夠耐害蟲以及除草劑。

美國農業部對採用基因編輯技術的新型作物網開一面，就是由於基因編輯後的作物，不含任何新引入的遺傳物質或外源DNA。

實際上，無論基因編輯技術還是普通的轉基因技術，與實踐了數千年的雜交育種技術相比，對生物體自身的幹擾程度都要低。比如，在雜交過程中，會轉移遠緣野生物種的大量DNA。一些科學家推測，雜交馴化過程中，引入那些明顯的優良性狀的同時，也帶來了一些「沉默」的有害變異。

在多種基因編輯技術中，CRISPR/Cas9是2012年才出現的新工具，構成簡單、方法快速且易操作是它的獨特優勢。楊亦農的實驗室研發出抗褐變的蘑菇，僅用了兩個月時間。

在他看來，任何一個有經驗的分子生物學家，都能在三天時間內建立起一個量身定製的突變工具，用於編輯培養中的細胞的任何一個基因。其中植物細胞容易再生植株，就獲得基因編輯過的作物了。

要知道，育種家在作物選育過程中，常靠碰運氣，相當耗時間。雜交小麥推廣者諾曼·伯勞格（Norman Borlaug）改良一種小麥品種用了幾乎20年；而利用CRISPR/Cas9技術，一個品種的某一個基因的改良只需幾周。

新技術的成本，低得令人難以置信。楊亦農估計，如果不考慮人力成本，實驗花費可能還不到1萬美元。這在農業生物技術領域，成本幾乎可以忽略不計。現在，許多小型生物公司都可以按照客戶要求，製備相應的CRISPR複合體來編輯指定基因。

正是基因編輯技術的精準性，讓科學家有了更大的探索空間，允許他們將目標轉向消費者所關心的性狀，研發出更健康、更安全的食品。楊亦農並不是專業研究蘑菇的，他在美國的主要科研方向是水稻抗病。

他想在CRISPR技術上做一些改進和突破，以便讓水稻具有抗旱、抗病的性狀，同時還能增加營養吸收能力。「將這些性狀的改良整合在一起。有一定的難度，但這是我們的研究方向。」楊亦農告訴《財經》記者。

毫無疑問，科學家已經掌握當下進行植物基因組編輯的極佳工具，它在人類細胞系、斑馬魚、小鼠、果蠅和酵母等多個物種中，都有快速的應用進展。

資料圖

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