基因编辑作物在中国该如何监管

2018-04-13 科技日报
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3 月 28 日,美国农业部部长 Sonny Perdue 在一项声明中说,一些基因编辑的作物将不受监管。2016 年以来,美农业部就放行了一些基因编辑的作物,这次表态可以说进一步确认立场。

对基因工程包括转基因的监管,美国大体针对产品而非技术。这一策略保证了其农业的全球领先地位。目前看,在基因编辑技术为作物育种带来革命性变化的今天,美国将继续引领世界;相较之下,欧洲和中国已然落后。

广谱抗白粉病小麦:中国学者变不可能为可能

2014 年 7 月,中科院遗传所高彩霞和微生物所邱金龙课题组合作的研究发表在 Nature Biotechnology 上。他们创制了一种新型的小麦品种广谱抗白粉病小麦,对白粉病具有广谱和持久的抗性。说来也简单,他们只是在小麦基因组的 170 亿个碱基中精确地删除了某几个。这在以前是没办法做到的。

“小麦是六倍体(AABBDD),在普通小麦 A、B、D 基因组上 MLO 基因各有一个拷贝,我们利用基因组编辑技术首次对这三个拷贝同时进行了突变,获得了对白粉病有广谱抗性的小麦。”邱金龙说。

通过这一实验,他们还明白了为什么小麦不会通过天然突变获得和大麦一样的广谱抗性。在实验中,他们获得了 35 个 MLO 基因的突变体,有单拷贝、双拷贝,也有三拷贝的突变。他们将这些突变体进一步自交,获得了 MLO 基因不同组合的纯合突变体后代(aa, bb, dd, aabb, aadd, bbdd, aabbdd),才发现只有 aabbdd,也就是 MLO 基因在小麦 A、B 和 D 基因组上的三个拷贝同时突变的植株才有广谱抗性。

“大麦是二倍体,小麦是六倍体,每个基因组有三个拷贝,就有六个等位基因。自然状态下,六个等位基因同时突变的几率几乎是零,这就是为什么不存在天然突变的 MLO 广谱抗白粉病的小麦。”邱金龙说。

业内称基因编辑为“类天然突变”

基因编辑技术得益于几种核酸酶的设计与使用。这些核酸酶的共同特点是,它们可以在你想要的 DNA 位点处产生双链断裂,可以理解为“指哪打哪”。随后,细胞内的固有修复机制被激活,对损伤处产生有效的基因修改。

细胞内对 DNA 双链断裂的修复有两条途径:一种叫非同源末端连接,简称 NHEJ;另一种叫同源重组,简称 HR。相比较,NHEJ 是主要的修复机制,通常带来的是少量碱基的丢失,很少情况下也会有碱基插入。NHEJ 实现起来相对简单,成为研究基因功能的良好手段。

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    基因编辑

    基因编辑技术指能够让人类对目标基因进行“编辑”,实现对特定 DNA 片段的敲除、加入等。而 CRISPR/Cas9 技术自问世以来,就有着其它基因编辑技术无可比拟的优势,技术不断改进后,更被认为能够在活细胞中最有效、最便捷地“编辑”任何基因。

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