在距離倫敦東北部兩個小時車程的一個燈火通明的實驗室裡，研究人員正試圖拯救世界上最受歡迎的香蕉品種。但是，研究皮氏培養皿(Petri dish)——其內容可能有助於這場鬥爭——正是植物生物學家致力於這一事業的方向。
這種不起眼的水果正受到巴拿馬真菌--一種有害菌株--的攻擊，這種真菌正在摧毀世界各地的種植園，威脅農作物，並使一些發展中經濟體賴以生存的一個每年360億美元的產業遭受癱瘓。在過去的三十年裡，這種不受化學處理影響的真菌已經傳播到了中國、東南亞、澳大利亞和中東。熱帶植物專家說，這種真菌被引入到拉丁美洲，摧毀提供世界四分之三香蕉出口的農場，只是時間問題。
現在科學家們相信他們可以通過基因編輯來阻止真菌的傳播，基因編輯可以關閉特定的基因或者調整它們的工作方式。基因編輯的支持者認為，基因編輯不僅是一種對抗真菌疾病的方法，而且是對生產更安全、產量更高的作物、養活不斷增長的全球人口的重要貢獻。據聯合國估計，到2050年，全球人口將增長近20億，至98億。
「這是一項革命性的技術，」諾威奇Tropic Biosciences(皮氏培養皿的所有者)首席技術官Ofir Meir表示。他指出，由於香蕉是基於單一基因克隆的單一栽培，你不能像把用在其他作物消除疾病的方式運用在香蕉上，這項技術的產生是為了滿足這種需求。
Tropic公司於兩年前成立，是使用基因編輯技術的幾家農業科技初創企業之一。這種對生物體現有基因的操縱不同於傳統的基因改造，後者將整個基因在物種之間進行轉移，並遭到了環境和消費者群體的廣泛反對，他們擔心這可能會對生態和人類健康造成長期影響
基因編輯的支持者希望它能避免這樣的批評和監管審查，因為它對現有基因進行編輯，而不是向植物中添加外來DNA。在美國和加拿大，有關部門的初步反應是，基因編輯作物不會受到轉基因領域的監管。
目前有幾種基因編輯技術，但目前最流行和最通用的是Crispr方法——即成簇的有規律地間隔交織的短回文重複序列。科學家們發表了第一篇展示Crispr如何在植物和動物身上發揮作用的論文，僅僅六年後，它就席捲了全球的學術和企業實驗室。
一些應用，例如味道更好的西紅柿和蘑菇，它們不會隨著時間流逝或切開後變質——這大大延長了保質期，減少了浪費——在美國正接近商業化。
Tropic公司的科學家們的直接目標是利用基因編輯技術生產出延長保質期的香蕉和不含咖啡因的咖啡豆。但該公司執行長Gilad Gershon表示，該公司希望在4至6年內，將一種抗TR4真菌的卡文迪什香蕉商業化。
他說:「我們正試圖加快速度，但我們對取得的進展感到高興。這非常令人興奮。」
基因組或基因編輯被科學家視為自上世紀70年代「DNA重組」(recombinant DNA)技術開創基因工程時代以來生物科學的最大技術進步。到了20世紀90年代，這項技術已經從實驗室轉移到了農業領域。早期進入轉基因領域的兩家公司仍然是最大的銷售商:耐除草劑和抗蟲能力，前者使農民能夠在不破壞作物的情況下向農田噴灑除草劑;後者使植物對某些害蟲有抵抗力。
但是基因編輯為研究人員提供了一種快速可靠的方法來精確改變特定的基因。Crispr-Cas9技術比以前的DNA技術更有效，並且降低了成本，有望全面加速基因工程。
農業科學家正在進行大量的基因編輯項目，包括不會引起過敏的低筋小麥和花生。
這項技術為發展中國家帶來了希望，這些國家嚴重依賴某些易受疾病影響的作物。糖果集團Mars支持的一項研究將使可可——主要產於西非的巧克力的關鍵成分——能夠抵抗病毒。
火星首席農業官Howard-Yana Shapiro表示:「由於我們破壞了許多地方的生態，生物多樣性受到了破壞。那些在過去500年或1000年裡保持良性的病原體現在正在尋找新的宿主。」
數千年來，農民和植物育種者一直使用挑選和育種技術來開發作物。根據科學家的說法，基因編輯產生的結果與傳統育種方法相同，在傳統育種方法中，植物雜交或DNA突變是通過化學物質或輻射產生的，但其精度更高和速度更快。
支持者曾希望，基因編輯和較早的轉基因之間的區別在歐洲將特別重要，歐洲在轉基因作物的許可方面一直落後於美洲。過去20年，只有兩種玉米通過了歐盟的商業化種植審批程序:一種是孟山都(Monsanto)公司開發的抗蟲玉米，1998年獲得批准;2010年，巴斯夫(BASF)公司開發出了一種澱粉品質發生了變化的土豆，並獲得了批准，但後來由於需求不足而被撤出市場。
基因編輯背後的數據
全球銷售的香蕉中，95%是卡文迪什香蕉，科學家們正試圖讓這種香蕉對TR4真菌產生抗藥性。
未來30年，全球人口將增加20億，總人數將達到100億，並加大糧食生產的壓力
在一項調查中，49%的美國成年人仍然認為轉基因食品比非轉基因食品對健康更有害
公眾對基因工程的態度
今年7月，歐洲法院(European Court of Justice)裁定，基因編輯作物應遵守與轉基因作物相同的規則，這粉碎了歐盟對新技術採取更自由態度的希望。然而，一些法律和監管專家表示，這一決定可能不會像植物科學家擔心的那樣影響深遠。
「我認為，歐洲法院的裁決並沒有明確指出，所有經過基因組編輯的生物體都是轉基因生物，事實上，為了理解其含義，該裁決需要進一步澄清，」歐洲生物安全監管方面的荷蘭專家Piet van der Meer表示。
在美國，農業部的初步反應是，只要產生的結果無法區分，基因編輯將受到與傳統育種技術相同的監管。
然而，儘管轉基因作物和食品已經存在了20年，美國消費者的疑慮依然存在。皮尤研究中心(Pew Research Center)去年11月的一項調查顯示，大約一半的美國成年人仍然認為轉基因食品比非轉基因食品對人類健康的危害更大。
那些反對轉基因食品的人通常會反對基因編輯食品，主要是出於同樣的原因:基因編輯食品對環境生態系統和人類健康的潛在影響。反對者指出，「偏離目標」的事件或錯誤導致了實驗室中不必要的突變。
「Friends of the Earth」組織的高級糧食和農業活動家Dana Perls說:「基因編輯作物不是一個自然過程，人們還沒有很好地理解它。它可能會導致一些不可預見的後果，對人類和環境都是不安全的——而將它們貿然引入生態系統可能會在未來造成嚴重的問題。」
Mars的Shapiro先生反駁說，在過去的20年裡，「超過1萬億頓飯」，包括用轉基因作物餵養的牲畜的肉，都被消費掉了，但沒有產生負面影響。
他補充說，包括胰島素在內的許多被公眾普遍接受的藥物都是由轉基因生物生產的。Shapiro表示:「我每天早上服用的每一種心臟藥物，也就是7片維持生命的藥片，都是轉基因的。對於什麼是可以接受的，什麼是不可接受的，我們有一種精神分裂症。」
風險投資的支持者強調，基因編輯公司和科學家需要從公眾那裡獲得他們所謂的「社會許可證」。
專注於食品和農業初創企業的美國風險基金S2G Ventures首席投資官Sanjeev Krishnan表示:「它們必須產生信任，並解釋自己在做的事情。轉基因作物在很大程度上是面向農民的。這可以節省時間和提高生產率，但對消費者沒有好處。」
然而，營銷專家表示，贏得持懷疑態度的消費者的支持可能並不容易。消費者是否能夠區分基因編輯和轉基因作物還不清楚，特別是隨著技術的發展，兩者之間的界限可能會發生變化。
巨頭企業VS初創企業
聖路易斯華盛頓大學奧林商學院(Olin Business School)市場營銷學助理教授Sydney Scott針對人們對轉基因食品的看法進行了幾次調查。她說，基因工程的一個負面因素是公眾對「大型農業科技企業」(Big Ag)或大型農業種子和化工企業的主導地位產生了不信任，而基因編輯或許能夠抵消這種不信任。
「當你與那些對基因工程感到有幾分憂慮的人交談時，他們想出的一件事就是，這一切都掌握在三四家大型跨國公司手中，」位於諾裡奇的研究實驗室 John Innes Centre的植物科學家Wendy Harwood教授說道。諾裡奇已成為英國植物科學中心之一。
轉基因產品進入市場的平均時間為13年，成本約為1.3億美元，部分原因在於嚴格的監管。只有一定規模的公司才能承擔如此巨大的成本，這導致跨國公司在該領域佔據主導地位。
然而，這種情況可能正在改變。總部位於明尼蘇達州的Calyxt使用一種名為Talen的基因編輯技術，它是一家規模較小的公司尋求生產高營養作物的例子。它的大豆經過基因編輯，可以產生高水平的油酸，這種脂肪酸存在於橄欖油和鱷梨中，與低水平的壞膽固醇有關。
南達科他州的第四代農民Tregg Cronin每年種植8500英畝的穀物、油籽和豆類。去年，他從法國生物技術集團Cellectis的子公司Calyxt供應的種子中收穫了500英畝大豆。
如今，Cronin計劃將大豆種植面積擴大近一倍，並熱切希望進一步了解該公司的高纖維小麥。Calyxt於2017年在納斯達克上市，估值略低於4.5億美元。該公司以每蒲式耳99美分的溢價對回購收穫的大豆進行加工。
Cronin表示:「消費者要求更健康的食品，這是整個行業的發展方向。Calyxt正在朝這個方向發展，這就是我們希望與他們合作的原因。」
儘管美國農業部表示，它不會對轉基因作物進行監管，但Calyxt已主動向農業部和美國食品和藥物管理局提交了報告，並正與食品製造商就出售這種油酸進行談判。Cronin補充說，即使是在美國農業的心臟地帶，基因編輯也是如此之新，以至於只有少數農民可能知道它與轉基因產品存在什麼樣的差別。
然而，他覺得這種技術並不違背他的可持續農業原則。他說:「對我們的家庭農場來說，為我們所種植的作物感到自豪是極其重要的。」
在大西洋的彼岸，倫敦北部的Rothamsted研究所的植物生物學家Johnathan Napier教授說，基因工程的倡導者必須更清楚地解釋他們在做什麼，以及這樣做的原因。
Napier教授表示:「對公眾來說，理解人們做事的動機非常重要。」
家禽、魚類和牛成為基因編輯的目標
儘管世界各地的研究實驗室裡有數百萬隻為了科學目的而進行基因改造的老鼠，但基因技術在進入農場動物領域方面進展緩慢，部分原因是業界擔心，消費者對食用轉基因動物的抵抗甚至會超過對轉基因植物。
唯一獲準用於人類食用的基因工程動物是AquAdvantage大西洋鮭魚，它從其他魚類身上添加了兩種基因，使自己長得又大又快。儘管經過20年的監管鬥爭，美國食品藥品監督管理局在2015年批准了該產品，但包括野生鮭魚捕撈者在內的反對者迄今仍阻止該產品在美國銷售。然而，自2017年以來，這款食品已經在加拿大上市。
AquaBounty是AquAdvantage三文魚的生產商，現在已經開發出一種生長速度更快的羅非魚品種。羅非魚是養魚業的主要產品。儘管阿根廷已經裁定該產品不受轉基因的監管，但該產品尚未上市銷售。
家禽是基因編輯的主要目標，英國領先的動物生物技術實驗室愛丁堡大學(Edinburgh university)Roslin研究所的科學家參與了幾個有關雞的項目。
其中一項是與倫敦帝國理工學院病毒學教授Wendy Barclay合作，使具有流感耐藥性的雞成為防止禽流感向人類傳播的緩衝器。她說:「如果我們能防止病毒從野生鳥類傳播到雞，我們就能從源頭上阻止下一次大流行。」Roslin研究所還與英國動物遺傳公司Genus合作，生產出對豬繁殖和呼吸症候群(PRRS)病毒具有抵抗力的豬。PRRS是世界上成本最高的動物疾病之一。
在其它地方，美國基因編輯公司Recombinetics正在開發一種不長角的牛，這可能會結束從小牛身上摘除剛長出的角的令人不快的做法。
「基因編輯對動物育種絕對是革命性的，」Roslin的動物生物技術屬主席Bruce Whitelaw說。
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