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美国放行基因编辑蘑菇和玉米 不含任何外源DNA
关键字: 美国放行基因编辑蘑菇美国放行基因编辑玉米基因编辑基因编辑玉米美国转基因监管在不到一周的时间里,美国农业部相继豁免了一种基因编辑蘑菇和一种基因编辑玉米的监管。
它们都采用了一种名为CRISPR/Cas9的基因编辑技术,这一消息让许多正在使用这一技术的人感到欢欣鼓舞。
美国农业部在4月13日给宾夕法尼亚州立大学教授杨亦农发信称,他所培育的CRISPR基因编辑白蘑菇不会受到该机构的监管,从而使这种蘑菇成为第一个脱离管控的CRISPR生物;五天后,农化巨头杜邦先锋公司雄心勃勃地宣布,其第一个CRISPR玉米的上市计划,最早于2021年让农民种上这种杂交玉米——它也刚刚获得美国农业部的放行。
一直以来,转基因农作物受到较为严格的监管。但随着以CRISPR为代表的基因编辑技术的发展,这套监管程序显得有些繁琐。现在,美国的监管部门率先敞开口子,势必加快基因编辑作物的上市速度,同时让美国本土公司获得先发优势。
与转基因的不同
杨亦农所在的宾夕法尼亚州是美国的蘑菇主产地,这里的种植者平均每天生产约500吨蘑菇。
一个让人头疼的问题长期存在。蘑菇在采摘后,极易发生褐变,影响质量;而且,蘑菇对磕碰极为敏感,即便小心翼翼地拣货和包装,也难免激活那些加速蘑菇腐烂的酶。总会有一部分蘑菇还没有到消费者的手中,就已褐变甚至腐烂。
一种叫做多酚氧化酶的物质,会让蘑菇褐变。一个普通的白蘑菇,含有六个编码多酚氧化酶的基因,杨亦农使用CRISPR技术敲除了一个,就使酶的活性降低了30%,从而让蘑菇具备抵抗褐变的能力,也让它拥有更长的保质期。
现在已应用的基因编辑技术,都是在生物自身基因组上进行改造,通过敲除几个碱基对或者一段DNA序列,让作物获得优良性状,并未引入其他生物的外源基因。这样一来,即使在分子检测中,也无法区分基因编辑作物与常规育种的作物。
一般的转基因作物最明显的特征,是具有外源生物的DNA。比如,目前种植面积最大的抗虫作物和抗除草剂作物,都是通过添加细菌基因到植物中,从而使作物能够耐害虫以及除草剂。
美国农业部对采用基因编辑技术的新型作物网开一面,就是由于基因编辑后的作物,不含任何新引入的遗传物质或外源DNA。
实际上,无论基因编辑技术还是普通的转基因技术,与实践了数千年的杂交育种技术相比,对生物体自身的干扰程度都要低。比如,在杂交过程中,会转移远缘野生物种的大量DNA。一些科学家推测,杂交驯化过程中,引入那些明显的优良性状的同时,也带来了一些“沉默”的有害变异。
在多种基因编辑技术中,CRISPR/Cas9是2012年才出现的新工具,构成简单、方法快速且易操作是它的独特优势。杨亦农的实验室研发出抗褐变的蘑菇,仅用了两个月时间。
在他看来,任何一个有经验的分子生物学家,都能在三天时间内建立起一个量身定制的突变工具,用于编辑培养中的细胞的任何一个基因。其中植物细胞容易再生植株,就获得基因编辑过的作物了。
要知道,育种家在作物选育过程中,常靠碰运气,相当耗时间。杂交小麦推广者诺曼·伯劳格(Norman Borlaug)改良一种小麦品种用了几乎20年;而利用CRISPR/Cas9技术,一个品种的某一个基因的改良只需几周。
新技术的成本,低得令人难以置信。杨亦农估计,如果不考虑人力成本,实验花费可能还不到1万美元。这在农业生物技术领域,成本几乎可以忽略不计。现在,许多小型生物公司都可以按照客户要求,制备相应的CRISPR复合体来编辑指定基因。
正是基因编辑技术的精准性,让科学家有了更大的探索空间,允许他们将目标转向消费者所关心的性状,研发出更健康、更安全的食品。杨亦农并不是专业研究蘑菇的,他在美国的主要科研方向是水稻抗病。
他想在CRISPR技术上做一些改进和突破,以便让水稻具有抗旱、抗病的性状,同时还能增加营养吸收能力。“将这些性状的改良整合在一起。有一定的难度,但这是我们的研究方向。”杨亦农告诉《财经》记者。
毫无疑问,科学家已经掌握当下进行植物基因组编辑的极佳工具,它在人类细胞系、斑马鱼、小鼠、果蝇和酵母等多个物种中,都有快速的应用进展。
资料图
- 责任编辑:张红日
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