動(dòng)植物的基因編輯，在爭議中前行
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發(fā)布時(shí)間：2016-11-11
農作物改良，從來(lái)都是一個(gè)漫長(cháng)而繁瑣的過(guò)程，而如今，科學(xué)家能夠快速輕松地實(shí)現。 這多虧了一種被譽(yù)為“基因剪刀”的CRISPR技術(shù)。它是一種靈活高效的基因組編輯工具，能夠對幾乎任何物種的基因組進(jìn)行改造。近兩年，許多實(shí)驗室將這種工具應用在動(dòng)物、植物和微生物上，以期獲得更高產(chǎn)、更優(yōu)質(zhì)的品種。
CRISPR改造了什么？
植物篇
國內外的多個(gè)研究小組對水稻的基因組進(jìn)行編輯，希望提高水稻的產(chǎn)量、抗性和品質(zhì)。2014年，上海生科院的朱健康研究組利用CRISPR/Cas9系統，對2個(gè)水稻亞種的11個(gè)靶基因進(jìn)行誘導突變，發(fā)現突變效率高達66.7%。通過(guò)測序，研究組僅在只有一個(gè)不同堿基的潛在脫靶位點(diǎn)檢測到突變，表明基因編輯的高度特異性。這項研究表明，CRISPR系統有望對水稻特定基因實(shí)現高效特異且可穩定遺傳的誘變。
小麥的改造也在進(jìn)行當中。2014年，來(lái)自中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所以及中科院微生物研究所的研究人員利用TALEN和CRISPR-Cas9技術(shù)，成功編輯了六倍體面包小麥中的3個(gè)同源等位基因，由此賦予了小麥對白粉菌（powdery mildew）的遺傳抗性。
白蘑菇味道很鮮美，但不易保存，即使放在冰箱，也改變不了變成褐色的命運。于是，賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員利用CRISPR技術(shù)，敲除了6個(gè)與褐變有關(guān)的PPO編碼基因中的1個(gè)，將酶活性降低了30%，從而延緩白蘑菇褐變。
大大小小的公司也在爭相進(jìn)入這一領(lǐng)域。杜邦先鋒公司已經(jīng)投資了Caribou Biosciences公司，這家公司是由CRISPR技術(shù)的發(fā)明者之一Jennifer Doudna創(chuàng )立的，將此技術(shù)用于玉米、大豆、小麥和水稻實(shí)驗中。杜邦先鋒期待在5-10年內出售用CRISPR技術(shù)培育的種子。
動(dòng)物篇
動(dòng)物的基因組編輯也在如火如荼地進(jìn)行中。在愛(ài)荷華州的一個(gè)農場(chǎng)內，創(chuàng )業(yè)公司Recombinetics對兩頭犢牛的基因進(jìn)行編輯，使它們永遠不長(cháng)出犄角，這意味著(zhù)它們將不用忍受割牛角的痛苦過(guò)程。為防止動(dòng)物之間打斗受傷，農場(chǎng)不得不為每只公牛進(jìn)行這類(lèi)手術(shù)，但這對動(dòng)物而言是“相當痛苦的”。
蚊子也是重點(diǎn)的改造對象。去年，加州大學(xué)的研究人員將一個(gè)DNA元件插入斯氏按蚊中，構建出一個(gè)蚊子品系，能夠將阻止瘧疾傳播的基因傳遞給99.5%的后代。研究人員稱(chēng)，這項技術(shù)為消滅瘧疾帶來(lái)了真正的希望。
另外，研究人員還在開(kāi)發(fā)缺乏生長(cháng)基因的微型豬，可以作為新型小寵物出售；多肉的產(chǎn)羊絨山羊，能長(cháng)出更長(cháng)的羊毛用于編織更柔軟的羊毛衫；以及缺乏肌肉生長(cháng)抑制基因的米格魯獵犬，讓狗的肌肉力量更強大，跑得更快。
激烈的爭論
與轉基因生物（GMO）一樣，基因編輯的動(dòng)植物也引發(fā)了激烈的爭論。特別是4月份，美國農業(yè)部表示，它不會(huì )對CRISPR改造的蘑菇進(jìn)行監管。人們認為，轉基因生物怎么能在沒(méi)有監管的情況下上市？食物上怎么可以沒(méi)有任何警告，而它對環(huán)境的影響也沒(méi)有經(jīng)過(guò)調查？
其實(shí)，基因編輯的生物與轉基因生物還是不同的。轉基因生物是將某些生物的基因轉移到其他物種上，使其出現原物種不具備的性狀或產(chǎn)物。美國農業(yè)部對轉基因植物的監管僅限于它們是否會(huì )成為“植物害蟲(chóng)”，也就是感染其他的作物。如果有這種機會(huì )，那就需要進(jìn)一步的檢測。
基因編輯的生物則不同，它們通常不使用細菌或病毒載體，也不含有其他物種的DNA。因此，這些動(dòng)植物不受到現行法規的監管。瑞典農業(yè)部也曾作出明確解釋?zhuān)肅RISPR技術(shù)編輯而得到的某些植物不屬于歐洲對轉基因的定義范疇。然而，消費者依然持謹慎的態(tài)度。到底吃不吃，正反兩派在激辯。
支持者認為，基因組編輯使得耕作更加高效，能以更少的環(huán)境代價(jià)養活不斷增加的人口。遺傳學(xué)家John Hickey表示，與五十年代的雞相比，今天的雞以相同飼料喂養后，產(chǎn)生的肉要多出80%。同時(shí)，CRISPR也降低了生物改造的門(mén)檻，它使得改造不僅僅限于少數大公司，而是在一個(gè)大學(xué)實(shí)驗室也能完成。
反對者則認為，將這么新的技術(shù)用在供人類(lèi)食用的動(dòng)物身上，人們應該更加謹慎?；蚓庉嫻ぞ哂袝r(shí)會(huì )改變預期目標以外的基因，這可能影響動(dòng)物健康，或改變牛奶或肉質(zhì)的成分。特別是涉及到動(dòng)物的基因編輯，動(dòng)物保護組織一直在反對。
“有時(shí)候，你能給動(dòng)物、給農民、給社會(huì )都帶來(lái)好處，但在消費者那里卻存在爭議?！泵绹?lián)邦乳制品生產(chǎn)者聯(lián)盟可持續發(fā)展和科學(xué)事務(wù)部副主席Jamie Jonker談道。未來(lái)，人們如何看待基因編輯的生物，這將影響這種技術(shù)的應用。
