【关注】院士呼吁适度放开基因编辑

科技工作者之家 2021-01-26

来源:中国植物保护学会

作者 中国经营报,记者,李艳洁


随着中央“有序推进生物育种产业化”“开展种源‘卡脖子’技术攻关”的提法出台,“基因编辑”等名词再度引起关注。


 “生物育种包括基因编辑技术、转基因技术、全基因组选择技术,在我看来最关键的是基因编辑技术。”2020年12月29日,中国科学院上海植物逆境生物学研究中心主任、美国科学院院士朱健康在第九届全国媒体转基因报道沙龙上表示,生物育种技术用好了,我国的种业就能够赶超世界,就能够解决农业面临的瓶颈问题。


多位专家呼吁,对基因编辑育种的监管不应该按照转基因育种管理,应适度放开。


基因编辑是转基因吗


基因编辑和转基因常常被混为一谈。


中国科学院院士、中国科学院遗传与发育研究所研究员李家洋介绍,用写文章来打比方,编辑人员修改把关,把一大段插进去,这是转基因;而如果只是修改一个或少数字词,例如“作了‘重要’贡献”改成“作了‘卓越’贡献”,改了一个词,对文章结构没有影响,但是意义不一样,这就是基因编辑。


李家洋表示,通过修改基因中的一个碱基或者是一个氨基酸,大米就能从硬米变软米甚至变成糯米。同样是通过修改基因,中科院遗传发育所科学家高彩霞率课题组应用“CRISPR-Cas9”基因编辑技术,实现了小麦抗白粉病的重大突破。


 “CRISPR-Cas9是一种工具,像基因剪刀,能够剪切DNA的内切酶,最大的神奇之处是你让它剪什么地方就可以剪什么地方,可以精准定位到需要剪的地方,剪了以后基因断裂了,之后细胞修复断裂,紧急修复过程中产生误差,绝大多数时候误差效果使基因失活,通过剪切基因产生变异,让基因不起作用,这是一个减法。”朱健康表示,99.9%的基因编辑都是做减法。


朱健康表示,基因编辑工具是生物诱变剂,与传统的化学诱变和物理诱变对比,原理基本是一模一样的,都是造成DNA损伤和DNA断裂、细胞修复过程中产生遗传变异。


 “有人说生物诱变剂人为操作是不是打破细胞和生物自身的平衡、造成潜在的危险? 其实不是这样的。真正打破平衡造成巨大改变的是传统的化学和物理诱变。”朱健康表示,例如基因组可能被核辐射在成千上万个位点打断,而基因编辑是很精准地定位打断需要变异的位点。


李家洋介绍,传统的育种方式通过对农作物的驯化选择我们人类需要的基因,但是驯化过程很漫长;如果人类能够对各个基因进行精准编辑改造的话,对任何一个野生的东西只要能用编辑技术都可以驯化它,这叫人工快速驯化。“过去要几千年上万年的驯化,现在几年就做完了,比较难做的也许是10年8年就能成功,总之是非常快速有效的。”


朱健康介绍,基因编辑与转基因不一样的地方是,虽然基因编辑过程中需要转入基因的操作,但是基因编辑的产品最后是不含外源基因的,在编辑完成后可以把外源的工具分离出去。“它等同于传统的诱变产品,不含外源基因,在很多国家属于免监管的。”


基因编辑如何监管


“基因(组)编辑是国际育种界正在竞争的制高点。”李家洋表示,如果杂交育种是1.0版本,分子标记育种是2.0,转基因育种是3.0,那么基因(组)编辑育种就是4.0版本。


对于这个4.0版本的育种方式,朱健康介绍,目前,美国、日本、阿根廷、以色列、智利、巴西、哥伦比亚、洪都拉斯、巴拉圭、加拿大、澳大利亚等国对基因编辑作物的规定都是,如果实际产品基因组中不含新的基因材料,就不属于转基因生物的监管范畴。而欧盟则没有制定相应的基因编辑产品监管法规,欧盟法院的裁决是基因编辑产品按转基因产品监管。“但很多欧盟国家不同意这个裁决,都在做调研,都在研究这个问题。”朱健康表示。


对于基因编辑育种如何监管,国内有不同的看法。有人认为基因编辑育种等同于常规育种,也有人认为应该按照转基因育种来管理。目前国内对转基因研发和育种的管理是按照《农业转基因生物安全管理条例》来监管,从实验研究阶段、中间试验阶段、环境释放阶段、生产性试验阶段,到申请安全证书与商业化生产阶段,都有明确、详细的规定,要求审批或者备案。而常规育种则没有这么严格的要求。


朱健康认为,我国可以按照等同于常规育种的方式去管理基因编辑育种,因为基因编辑的作物本质上等同于传统诱变得到的作物,在遗传上无法与传统作物区分,在安全性上不会比传统作物有额外风险,如果人为设置一些评估指标来评估它的安全性,是没有意义的。


即使从《农业转基因生物安全管理条例》的角度来说,朱健康也仍然认为基因编辑育种不应该按照转基因育种来管理。


《农业转基因生物安全管理条例》规定,农业转基因作物是指利用基因工程技术改变基因组构成,用于农业生产或者农产品加工的动植物、微生物及其产品。


朱健康认为,基因编辑后,最后外源工具可以被分离出去,只对基因组构成做一个减法,这种简单的修饰是不是可以被看成改变了基因组构成,当初转基因立法的时候还没有基因编辑概念、没有这个技术,“改变基因组构成”应该理解为导入外源基因序列,基因编辑作物不按照转基因作物管理,与现有有关转基因管理的法律法规并不冲突。


 朱健康建议,尽快出台明确、科学、可操作的植物基因编辑的相关法规与政策措施,即无外源基因的基因编辑作物按常规育种作物对待,不按转基因监管。“(这样能够)使我国在植物基因编辑研发的领先优势,尽快转化为产品优势、产业优势,为保障国家粮食安全、营养安全、生态安全提供有力的技术支撑。”


对于“CRISPR-Cas9”这一基因编辑技术的核心专利掌握在国外手中的“卡脖子”问题,朱健康表示,这个问题是可以解决的。“现在除了国外的Cas9,我国科学家发现的Cas12i和Cas12j为解决生命科学领域的‘卡脖子’技术问题奠定了稳固的基础,这两个很快会有专利授权能够解决‘卡脖子’问题,不需要依靠国外Cas9的专利或者其他Cas专利。”


 “我国在基因编辑技术产业化应用方面也做了大量基础工作,有很多非常好的积累,比如我们中心这几年跟济南市合作做了一个基因编辑的产业化平台,最近一两年做出了一系列基因编辑的新品种,通过基因编辑手段提高现有品种,这里面包括产量性状提高的、品质改良的。”朱健康介绍,例如新的水稻品种亩产提高15%以上,油酸含量达到80%以上的大豆,亩产达到700斤的藜麦。


“基因编辑育种可以打破传统育种的瓶颈,实现‘精准育种’‘精准营养’。”朱健康称,以单一食物可以满足人体基本营养需求的藜麦为例,预计今后几年内能够培育出亩产千斤的品种。

来源:作者 中国经营报,记者,李艳洁

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来源:zgzbxh1962 中国植物保护学会

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