CRISPR 改性玉米可能很快就可以上市销售

这将是首批上市的、经过酶基因改造的农作物。

科学家们已经在利用基因编辑酶CRISPR来改造人类胚胎,并降低抗生素的抗药性。尽管专家预测农作物很快也会跟进,但目前还没有接近上市的。现在,价值数十亿美元的联合企业先锋农业公司的研究人员发表了一项关于通过CRISPR改造以提高抗旱性的玉米新品种的研究。这只是CRISPR改造的几种可能很快上市的作物之一。

《植物生物技术杂志》于8月17日发表的研究中概述的技术,在植物中尤其困难,博伊斯汤普森研究所(专注于植物研究并隶属于康奈尔大学)的教授Joyce Van Eck说。“他们能做到这一点并取得成功,这真的很了不起。这是开创性的,”她说。

数千年来,人类一直在对农作物品种进行杂交,以使其更健康、更强壮、更容易种植。但“转基因生物”(GMO)一词通常指的是基因代码在实验室中被改变的作物。这通常意味着科学家们会添加其他生物的DNA来以某种方式改善这种作物——在更短的时间内增加每株植物的产量,使其更能抵抗疾病或霜冻、干旱等极端环境条件,或者通过减缓其腐烂速度来提高其对消费者的吸引力。过去,科学家们主要使用两种工具来做出这些基因改变,称为锌指核酸酶和TALENS。这些酶通常通过一种特殊设计的病毒或基因枪导入植物细胞,基因枪通过轰击细胞来添加研究人员试图添加的遗传物质。尽管这些技术可以改变植物的基因组,但与CRISPR相比,它们的成本更高,并且在改变基因代码的位置方面更有限。

Van Eck说,这部分解释了CRISPR为何如此迅速普及——它成本低廉,使用相对容易,并且可以对基因进行精确的改变。在这项研究中,杜邦公司的工程师们并没有用CRISPR来改变玉米的DNA本身;相反,他们改变了一个基因的表达方式。研究人员写道,早期的研究表明,如果ARGOS8过度表达,该植物在干旱胁迫条件下产量会更高,而不会改变其在正常条件下的食物产量。当研究人员在美国八个地点测试了他们CRISPR改造的玉米时,他们发现它在干旱条件下的表现远优于传统作物和在实验室外传统育种过程中培育的作物。

Van Eck说,这种作物的优势将首先体现在农民身上,特别是那些在面临日益频繁和持久的干旱时努力维持生计的农民。消费者也将受益——更多人将能获得食物,并且食物价格会更低。

杜邦公司尚未表示打算将抗旱CRISPR改造玉米推向市场。如果这样做,该植物需要获得美国农业部(USDA)的批准,该机构制定标准,以确保送到消费者餐桌上的作物是安全的。但杜邦公司的玉米很可能不会受到与典型转基因生物相同的安全评估。今年早些时候,美国农业部告诉一个研究团队,它不会监管其CRISPR改造的蘑菇,并且有理由相信杜邦公司的作物也会落入同样的监管空白。“他们使用了基因枪并且没有使用任何非玉米DNA,这将有助于使监管审批更加直接,”她说。

Van Eck认为消费者没有理由对CRISPR改造的作物持谨慎态度。但她预测,尽管这种作物和其他许多对人类有明显益处的作物一样,人们仍然会抵制。“当基因改造是在实验室里进行的,而不是在田间进行的,仍然存在这种偏见,这就是情感因素所在,”她说。“人们认为这是一个情感问题。”

杜邦公司计划在未来五年内商业化另一种CRISPR改造的玉米——蜡质玉米杂交种。这可能使其成为首个上市的CRISPR改造作物,但它面临着激烈的竞争——本周早些时候,瑞典研究人员端出了首顿由CRISPR改造作物制成的,尽管研究人员没有提及他们的作物何时可以商业化。

无论哪种作物首先上市,Van Eck预测这都将是开始。据新闻稿称,杜邦公司的研究人员还在寻找CRISPR的其他用途,以改进大豆、油菜籽、小麦和水稻等作物。其他学术和商业实验室也在将CRISPR应用于水稻等其他常见作物。

虽然一些人可能将基因工程视为解决人口爆炸、在日益变暖的地球上难以养活自己问题的方法,但Van Eck指出,CRISPR等技术并非万能药。“基因组编辑,无论如何进行,都是一种强大的工具,可以用来改进[植物的]性状。但它是一种工具——它不会超越植物育种或其他类型的改造。它是工具箱里的一种工具。”

**更正(2016年9月8日 上午11:00):** 本文之前的版本称杜邦公司计划近期将CRISPR改造的抗旱玉米推向市场。虽然杜邦公司已宣布打算推出另一种CRISPR改造的玉米,但尚未宣布对该抗旱玉米做同样计划。此项已更正;我们对此错误表示歉意。

 

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Alex 是一位居住在纽约市的科学作家。她曾为《大西洋月刊》、《Motherboard》、《Audubon Magazine》、《The Verge》和《Fast Company》等杂志撰稿。当她不沉迷于科学时,Alex 喜欢旅行、徒步、瑜伽,以及(尝试)烹饪新食物。

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