转基因作物“新恐慌”?一些公司使用的基因编辑手段正在避开政府管制

0
生物医学
转基因作物“新恐慌”?一些公司使用的基因编辑手段正在避开政府管制
麻省理工科技评论 10天前 0

10天前

对于转基因作物的反对者们来说,这种新的、不受法规管制的作物是一个警示。
基因编辑
对于转基因作物的反对者们来说,这种新的、不受法规管制的作物是一个警示。

想要超市里的西红柿更好吃?如果科学家们将决定口感的基因还原出来,这种美味在西红柿身上就能代代相传。想要谷粒数量是现有玉米两倍的玉米?如果大自然允许,科学家们坚信,基因编辑必定能够创造出这样的产物。对于科学家们而言,基因编辑的潜力接近于无穷,为人类制造出快速创造抗旱、抗病或口感更好的作物可能只是一个时间问题。然而现实是,这个时间问题正在变得越来越复杂。

以往,人们对转基因作物的争论主要集中于,转基因是把外源基因转入已有生物,基于这种操作的食品也被许多人要求打上明显的“转基因食品”的标识,但是有一种情况“钻了空子”。一家名为 Calyxt 的创业公司正在生产一种新型大豆。在公司的温室中,每周都要有成千上万株植物的基因被编辑。而他们使用的技术最特别的一点就在于,科学家们能够借此设计出不含外来 DNA 的植物。这项添加或删除基因片段的技术与传统的杂交方法所能达到的目的相似,不过更加快速。本质上,如果你喜欢某种大豆的特性,并且确切知道决定这种特性的基因,基因编辑能够直接利用分子学方法一步到位,让这种基因移到另一个大豆植株上。

“钻空子”的地方在于,美国农业部判定这种新作物并非“管制作物”。这是由于法律上的一个漏洞:政府的规定仅适用于由植物病原体如细菌或其 DNA 构建的转基因作物。这意味着 Calyxt 不需要经过许可、检查、安全测试等等一系列程序便可以使他们研发出的大豆商业化。根据其它转基因作物的商业化过程计算,这大约为该公司缩短了至少 13 年时间及 1 .3亿美元的花销。

对于转基因作物的反对者们来说,这种新的、不受法规管制的作物是一个警示。多年来,他们都在争论称由于安全性不确定,转基因作物应该被禁止。如果它们会引起过敏或使蝴蝶中毒呢?现在争论的战场正在转移,因为如 Calyxt 这样的公司正在创造不包含其它物种 DNA 的新作物。他们能够辩称这种基因编辑仅仅是“加速杂交育种的技术”。对于批评者们来说,任何尝试将修饰作物定义为自然产物的行为都是一种危险的“谎言”。“如果他们并不需要完成管制流程,农业界的基因修饰的游戏将重新开始,”专注于环境问题的非营利组织 ETC Group 主任 Jim Thomas 说。“他们正在构造转基因作物的定义,从而使基因编辑被排除在外。这便是游戏的奖品。”

目前,对政府和食品组织的游说已经在全球范围开展。新西兰最终判定该新作物为转基因作物,美国农业部的有机产品委员会也做出同样裁决。荷兰和瑞典则认为它们不属于转基因作物。中国和欧盟仍未表态。数十亿的全球粮食出口最终可能悬而未决。反对者们称他们已经做好为规则、条例和标识而战的准备。“我们的立场从未改变。这只是基因工程的一种形式,所以同样的问题可能仍无法避免——它们必须进行安全评价,”消费者联合会的在职科学家 Michael Hansen 说道,这是一个附属于《消费者报告》杂志的游说团体。“我认为这件事近期内无法解决。”

然而也有人认为这种情况确实不需要进行管制。农场主 Jason McHenry 就已经接受了这个观点,“对我而言,转基因是向植物里加入外来生物的 DNA。我理解这种作物并没有外源 DNA,”McHenry 说,“就像我们发现了一个让人们生活更轻松的开关。如果能让生活轻松,那对我而言就很合理。”

 

拨动开关

医药公司将基因编辑技术看作万能的“分子剪刀”,能够为遗传性疾病,如肌肉营养不良症,治疗提供激进的方法。大家并不知道的是,这项技术与大范围应用于农业及我们的食物中的技术非常接近。Calyxt 则称,到 2018 年末,他们将开始榨油并售卖,将很可能成为第一家将基因编辑谷物推入市场的公司。目前,至少还有另一家公司同样走得很快:DuPont 公司正在将基因编辑技术应用于淀粉含量更高的玉米,他们的产品也很接近商业化。

可以确定的是,两家公司都不指望这两种新产品“占领”那些被抗除草剂转基因作物“接管”的农田。相反,两者生产的都是目标简单的小范围产品:DuPont 的“糯”玉米最终将用在胶棒和沙拉酱乳化剂中,Calyxt 的豆油将用于炸甜甜圈和薯片。Calyxt 公司应用的基因编辑技术名为 TALEN,来自明尼苏达大学的遗传学家 Voytas 参与了研发并申请了专利。上世纪 90 年代末,他曾作为一小部分生物学家中的一员参与首次不添加外源基因的转基因植物构建。他们通过使用核酸酶的方法,精确切割 DNA 链。为创造出 Calyxt 的大豆,Voytas 利用这种技术破坏了两个基因。

如今,一种全新的基因编辑技术 CRISPR,因其易操作性和较低的成本,占据了媒体头条。然而,由于 TALEN 比 CRISPR 早两年发明,这项技术在商品作物中的应用要更领先。并且,其它几家植物生物技术公司被 CRISPR 的专利之争拖缓了进度,至今谁能够将这项技术用于商业仍无法明确。同时,Calyxt 说,他们已使用 TALEN 技术设计出了 19 种植物,并且希望基因编辑技术能够帮助他们成为首个将基因工程作物成功推向市场的小型公司。

据称,美国农业部已经于今年 9 月确认,其中 6 种作物不会受到条例管制,里面包括一种经修饰后含更低木质素、更利于牛和马消化的苜蓿。这家今年 7 创立的公司迄今只花费了 4700 万美元。目前为止,每种获得市场成功的转基因作物都将增长产量作为目标之一,公司在市场推广方面也会声明,由转基因生产的食物“更健康”。

一旦类似 Calyxt 这样的基因编辑作物摆脱转基因作物的“污名”,现状又会发生很大改变。据 Calyxt 的观点,人们将会拓展更多具有价值的基因工程用途。除他们的大豆油外,Calyxt 宣称它将改良小麦,使产出的面粉纤维素含量增至目前的三倍。未来的面包公司将可能有机会宣称汉堡包也能预防癌症。但这项技术依然存在重大阻碍。医药公司通过对基因治疗的研究发现,直接设计并制造 DNA 链要比从人类细胞中获得更加容易。这一现象在许多植物上也一致,另外,基因编辑原料的运输在植物中也更难。

理解哪些基因需要编辑则是另一个障碍。科学家们对油的合成、为何水果变成棕色等问题非常了解,但同时满足植物性状有价值、基因的遗传因果性清晰明了、基因易于改变的植物却非常少。“现在它就是一个性状福袋,”丹弗斯中心的植物科学家 Rebecca Bart 说。“我们在能够通过基因操控它们之前,仍需要投入更多资金去了解它们。这才是应有的顺序。”

此外,对于那些性状已经研究清楚的植物,基因编辑并非改造植物的唯一方式,而仅仅是比较新而已。举例来说,Calyxt 的大豆油将面临市场上已存在的相似的大豆油的竞争,其中包括一种名叫“Vistive Gold”、由孟山都销售的产品,它是通过老式转基因技术发明的。Voytas 承认他的大豆不是完全创新的,但它们将会成为对 Calyxt 快速上市的商业模式的有效测试,同时将向投资者们证明公司有盈利能力。“Calyxt 是第一家植物基因编辑公司,并且需要展示出我们有产品商业化的能力”,他说。“我们的优势是短期内就能获得收入。”

但是,一些企业家认为,基因编辑只有在能够改变食物产量时才会产生巨大影响。“在房地产界有一个金律,‘位置,位置,位置。’而在农业中,就是‘产量,产量,产量,’”位于马塞诸塞州剑桥的植物编辑公司 Yield10 的 CEO Oliver Peoples 说。所以,Calyxt 同样也在研究如何能使粮食产量增加的方法,如抗白粉病小麦。值得一提的是,至今没有任何转基因小麦实现商业化,部分原因是小麦和很多其它植物一样,有着壁橱一样的基因组,里面积累多余 DNA 并永远不剔除。实际上,小麦是六倍体——每条染色体在细胞中有 6 个几乎相同的副本。这使得小麦的基因工程过程及其复杂,然而 Voytas 说应用基因编辑这会非常简单。在一个反应中,TALEN 工具能够同时找到并切除 6 条染色体上的某个他们想移除的基因。

 

是转基因的吗?

在宾州车站外,一个 10 层楼高的 Ketel One(一个伏特加酒品牌)广告宣称,“100% 非转基因谷物制造。”在任何一个超市里,类似的声明也随处可见,甚至连不包含任何植物成分的盐。大约 40% 的美国成年人认为由转基因作物生产的食物更加不健康。这种理念是科学家、农业游说集团和激起对转基因作物质疑的非盈利组织(如绿色和平组织)等各方论战的结果。

第一代转基因作物在全球面临着截然不同的决议。在美国、巴西、阿根廷和印度,转基因作物遍布数百万英亩的农田;而其它国家,包括法国、德国、中国和俄罗斯在内,则禁止转基因作物的种植。目前的问题是,基因编辑作物能够避开转基因作物的标签。大致来说,许多公司声称这些植物不应该被管制,由于它们能够通过传统杂交培育。但是,在许多情况下,人们都无法将基因编辑作物和自然植物区分开来。

转基因批评者们现在非常害怕的一件事是,基因编辑植物逃脱管制后,转基因作物将迎来又一波浪潮。这种情况目前已经在美国发生了。基因编辑植物能够被美国农业局豁免的原因是,他们仍在应用 30 年前过时的转基因作物定义,即经过植物细菌处理修饰过的植物。美国农业局在 2017 年 1 月承认,即使经过彻底遗传改变的植物,经由它们的产生方式判断,“也可能完全避开管制”。

自此以后,又有 4 种基因编辑植物诞生,包括美国农业局自己研发的抗盐和抗旱大豆、Calyxt 的苜蓿、一种 Yield10 创造的亚麻荠草,以及一种花期延迟的小米。“他们在尝试用方形补丁修补旧法律漏洞的圆孔,”公共利益科学中心的生物技术员 Gregory Jaffe 说。

其中缺失的是,没有足够仔细审查这些植物是否会伤害昆虫、将它们的基因传播并增强野生近亲的性状,或是创造出来一种抗草甘膦的超级杂草。许多公司象征性的向美国食品药品监督管理局询问它们的植物是否安全食用。然而这一过程并不是强制性的。

食品安全中心的高级政策分析师 Jaydee Hason 认为,一些公司在简单、甚至边界模糊的产品上起步这一点非常狡猾。“公众根本没有机会说‘稍等一下’,”他说,“随着我们向着更复杂的基因编辑迈进,会导致更多问题产生。我们将看到与之前一样强烈的反对现象。”

“是否是转基因食品”的问题正在成为全球问题。食品监管部门将必须决定商品包装是否需要标明含有基因编辑作物。一些有机食品协会已经声明,这种作物不能带有绿色标签。同时,欧洲法院开始认真考虑欧洲发生的相关问题,如科学家们辩称基因编辑只是简单的更先进的杂交。反对者们则希望欧洲法院将这些植物分类至转基因作物,这一决定将会严重打击这种技术的传播。 

“如果反对者们获胜我会难过,”Voytas 说到,“某种意义上,我认为精灵已经逃出了瓶子。”

网站二维码尾图.jpg

麻省理工科技评论

From Tech to Deeptech

1084

文章

0

关注

0

粉丝

全部评论

ALL COMMENT

写评论/回复麻省理工科技评论 取消

加载更多