根據 Genome Biology 近日發表的一項最新研究，加拿大阿爾伯塔大學、比利時列日大學和瑞士聯邦理工學院的植物生物學家發現，使用 CRISPR-Cas9 基因編輯系統製造抗病毒的木薯植物，可能會產生嚴重的負面影響。研究結果表明，嘗試對植物進行基因工程改造以使其具備抗病毒能力，實際上卻會導致突變病毒在受控實驗室條件下的傳播。
這個由生物學家組成的國際小組，敦促在研究中謹慎使用 CRISPR-Cas9 基因編輯技術，並指出潛在的生物安全風險。
「我們得出這樣的結論，是因為 CRISPR 基因編輯技術對病毒產生了選擇壓力，迫使它們更快地進化，同時也為病毒提供了一種進化的手段，導致出現對我們的幹預措施具有抗性的病毒突變體。」研究論文通訊作者、瑞士聯邦理工學院生物科學系博士後 Devang Mehta 解釋道。
（來源：麻省理工科技評論）
CRISPR 是細菌的一種免疫系統——這種系統可以使細菌抵禦病毒感染或者其他細菌的基因轉入。在過去幾十年裡，全球科學家就 CRISPR 的工作原理以及如何改造 CRISPR 做了大量工作，以使其成為基因工程領域的有效工具。
然而，這項最新研究發現，該技術在植物中產生了截然不同的結果，研究人員同時強調了在未來篩查這些非預期結果的重要性。
作為研究對象的木薯，是一種在熱帶地區被廣泛食用的含澱粉根莖類植物。木薯在南美洲、非洲和亞洲也是主要的糧食作物，有超過 10 億人在食用。但是，每年木薯都受到木薯花葉病的困擾，造成 20％ 的作物損失。
圖 | 患病（左）和健康（右）的木薯植物（來源：HervéVanderschuren）
在這項最新研究中，研究人員使用 CRISPR-Cas9 基因編輯技術試圖改造木薯，目的是使木薯可以切割花葉病毒的 DNA 並對非洲木薯花葉病毒產生抗性。但不幸的是，結果並不成功。在溫室接種過程中，CRISPR-Cas9 系統無法賦予木薯對病毒的有效抗性。
此外，研究人員還發現 33％ 至 48％ 的編輯病毒基因組進化出一個保守的單核苷酸突變，賦予對 CRISPR-Cas9 切割的抗性。
為了解原因，該團隊對每株植物中的數百種病毒基因組進行了測序。」我們發現，CRISPR-Cas9 對病毒施加的壓力，可能會促使它以一種增加幹預抵抗力的方式進化。」Mehta 也特別補充說，」CRISPR-Cas9 在食品和農業中有許多其他應用，不會產生同樣的風險。」
研究小組希望與使用 CRISPR-Cas9 技術設計抗病毒植物的其他科學家分享他們的研究結果，並希望這些研究團隊在他們的研究中檢測類似的病毒突變。
「在進行田間實地試驗之前，我們需要對 CRISPR-Cas9 技術這些類型的應用進行更多的研究。」Mehta 表示。