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作者：林落综合报道 来源： 发布时间：2017-1-3 14:55:57
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在刚刚过去的这个秋天，全球生物技术巨头孟山都在与德国制药和农化公司拜耳“联姻”之后，又向全世界抛出了一枚“重磅炸弹”——孟山都宣布，他们获得了哈佛大学—麻省理工学院Broad研究所CRISPR-Cas9基因编辑技术的授权，将应用这项技术进行农作物育种。
消息一出，可谓众说纷纭，喜忧参半。CRISPR基因编辑作物究竟会为世界带来什么？是农业与生态的无限前景，还是安全与道德的双重隐患，成为了人们关注的焦点。
大显神通
今年9月刚刚被拜耳公司并购的孟山都，可谓是转基因生物领域当之无愧的领导者。
成立于1901年的孟山都最初本是一家生产糖精的公司。之后，孟山都在化肥、作物保护以及植物遗传学上取得突破，开辟了农业领域的创新之路。20世纪90年代，孟山都开始在全球推广转基因玉米、大豆、油菜以及其它转基因作物。
20多年来，伴随着有关安全与道德层面的争议，转基因作物的发展之路虽不平坦，但却一直保持前进。然而，就在此刻，孟山都却似乎准备要“抛弃”几十年的转基因技术，而转向CRISPR基因编辑技术。
自2013年被发明以来，CRISPR技术已经在医学领域展现出强大而惊人的力量，并成功实现商业化。但其实这项革新技术在农业领域也有广阔的潜力——其被认为不仅可以增加作物产量、降低化学农药的使用，还可以使作物耐受因全球变暖而频繁出现的干旱。
虽然Broad研究所已经颁发了10余个商业应用CRISPR技术的许可证给企业，但却是首次授权CRISPR技术应用于农业领域。
在孟山都负责生物技术研究的Tom Adams看来，与已经发展了几十年的转基因技术相比，CRISPR技术的力量更为惊人。转基因技术引入的外源基因在农作物基因组中的位点太过随机，使得大部分基因插入后并不能满足想要的预期，因而获得某个优良特性往往需要经过多年培育。“但CRISPR能靶向想要获得的任何特性，而且这个特性还能可靠地传递到下几代。”
另外，Adams还表示，转基因技术培育的物种“仍携带原有基因”，其具有“刹车”的作用，可能会随时终止新特性的表达；而用CRISPR技术改变基因，使植物耐受疾病与害虫的能力变得更强之后，原有的非耐虫害等基因已经不复存在，这如同修正了一个错误。
换句话说，CRISPR技术更为精准和高效，对农作物性状的改良也更加有的放矢。这也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。
附加限制
考虑到CRISPR技术惊人的“威力”以及可能扩散蔓延的公众恐慌，Broad研究所在与孟山都的合作中提出了多项限制条件，以确保这项技术被安全地使用。
其中最为主要的一条限制，就是孟山都在商业化中不能使用CRISPR技术进行“基因驱动”研究。
所谓基因驱动，是说转基因农作物获得的特性能够一代代遗传下去，经过几代更替，新基因就会在所有作物中存在。由于CRISPR技术可以改变正常的基因，将特定的特性遗传给后代，因而就有可能给生态系统带来未知的威胁。对此，美国全国研究委员会也曾在报告中提出了警告。
“就如同生物医学，基因编辑技术在农业领域的应用也带来了人们对重要的安全与道德问题的担忧。”Broad研究所首席商务官Issi Rozen在一篇博客文章中这样写道。
事实上，Broad研究所对于此次将CRISPR技术授权给孟山都用于作物育种担心颇多，所提出的附加限制也远远不止一个。比如，Broad研究所还要求，孟山都不得用这一技术培育“终结者”种子——即那些不能繁育后代的种子。
Broad研究所的这一担忧并非没有道理。在这种情况中，基因编辑过的作物无法生产可供繁殖的种子，这便使得种子失去繁育下代的能力，农民就不得不每年购买种子，从而加重经济负担。相反，种子公司却可以从中谋取暴利。目前依据现有规定，这类不能繁育后代的种子是不能用于商业推广的，联合国《生物多样性公约》也建议人们不要研发这样的种子。
这份许可还规定，孟山都不能运用这一技术改良烟草等威胁人类健康的物种。因为基因编辑技术可能会使这些作物更能耐受极端气温和虫害，从而使得有害作物的产量大大提升。
值得一提的是，Broad研究所的这次授权并不是独家的。也就是说，Broad研究所仍可将专利授权给其它种子公司。
无需监管？
CRISPR技术吸引种子公司的另外一个原因，则在于美国监管机构对其“网开一面”的态度。
4月，美国农业部致信宾夕法尼亚州立大学的教授杨亦农，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。
无独有偶。5天后，美国种业巨头杜邦先锋公司雄心勃勃地宣布，它的第一个CRISPR玉米也刚刚获得美国农业部的放行。
相较于对转基因作物的“百般刁难”，美国监管机构对基因编辑作物的态度实在“温和”了不止一点点。
对此，美国农业部方面解释称，由于CRISPR技术并未引入其它生物的外源基因，而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。因此，CRISPR技术改良后的作物并不需要如同转基因作物一般被严格监管。
虽然监管机构放行，但是这项新技术还是引发了传统转基因技术反对者们的担忧。
“我们并不满意现存的监管方式。”致力于健康食品和洁净水源的非盈利机构——食品与水资源观察组织助理总监Patty Lovera表示。
Lovera认为，CRISPR技术改良后的作物可能与现存的转基因作物一样，“具有相似的安全隐患”，“我们可以理解支持者口中的‘基因编辑技术如此精准，并不会带来其它影响’的说法，但是我们不确定我们具备了解错综复杂的生化过程的知识水平”。
对于各界的担忧，Adams表示，基因驱动和“终结者”种子并不是孟山都通过这项技术想去做的事情，虽然他们认同基因驱动是一个好东西，并预见它有很大的潜能，但不会在当下推进，“直到我们知道如何掌控它”。
目前，其它几家公司对于研发基因编辑作物的热情也十分高涨。
Cellectis公司位于美国明尼苏达州的子公司Calyxt，就通过CRISPR-Cas9技术的“前辈”——TALEN基因编辑技术，开发了一系列基因编辑作物。其中包括含有较少面筋的小麦品种，单不饱和脂肪酸含量与橄榄油、菜籽油相当的、更健康的大豆品种，还有在煎炸过程中不会产生致癌物丙烯酰胺的土豆品种。但截至目前，Calyxt还没有与任何种子公司建立合作关系。
另外，杜邦先锋公司也开始了与Caribou生物科学公司的合作，共同致力于基因编辑玉米与小麦在耐旱性以及其它特性方面的研究。但杜邦先锋公司发言人表示，对于这份协议是否允许杜邦使用CRISPR技术进行基因驱动研究“无可奉告”。
不得不提到的一点是，Caribou生物科学公司是加州大学伯克利分校与CRISPR基因编辑技术先驱Jennifer Doudna共同创立的。而目前，Caribou公司正与Broad研究所因CRISPR基因编辑技术的专利权争夺而“对簿公堂”。■
《科学新闻》 (科学新闻2016年12月刊 农业生物)
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