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“剪”出多肉羊、高产稻 基因编辑如何影响你我生活?

  近日,江苏省农科院获得世界首例肌抑素(MSTN)基因编辑湖羊的消息引发广泛关注。基因编辑技术被视为生物育种的前沿技术,有望帮助解决关键领域“卡脖子”问题。这项“科技利器”是什么,有何用处,未来发展空间在哪,又该如何监管?记者采访相关专家,一探究竟。

  基因编辑有何好处?

  近年来,基因编辑技术的相关研究在全球范围内方兴未艾。目前国际上不少基因编辑产品已经上市,基因编辑猪“GalSafe猪”去年12月获得美国食品与药物管理局(FDA)的批准,既可食用也可用来生产医疗产品,日本也批准了基因编辑西红柿上市。

  国内方面,江苏农科院畜牧研究所近日对外公布的世界首例MSTN基因编辑湖羊,正是研究人员利用新一代精准基因编辑工具CRISPR-Cas9技术获得。该湖羊迄今已出生5只,其中2只生长速度明显加快,两月龄体重比普通湖羊大25%左右。

  无独有偶,2020年中国水产科学院珠江水产研究所等单位采用基因编辑技术敲除了黄颡鱼的肌抑素(MSTN),成功培育出生长快速、肉质量高和规格大的新品系黄颡鱼。

  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接受中新网记者采访时表示,由于政策原因,上述基因编辑湖羊、黄颡鱼还不能上市,国内民众目前还买不到,现阶段中国基因编辑技术大多停留在科学研究层面。

  事实上,应用基因编辑技术不仅能使动物个头更大、肉质更佳,同时还能让农作物产量性状提高、品质改良。中国在基因编辑农产品的研发方面进展迅速,朱健康团队已研发出了基因编辑的高产、抗除草剂水稻、香味玉米、油酸含量提高的油菜、超高维C的生菜和西红柿等。

  朱健康介绍道,他的团队和山东省济南市合作的基因编辑产业化平台获得了一系列基因编辑新品种,这些新农品普遍品质得到改良。这其中新水稻品种亩产提高15%以上,大豆油酸含量达到80%以上。

  基因编辑是转基因吗?

  基因编辑技术由来已久,2013年埃马纽埃尔·卡彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier)和詹妮弗·杜德纳(Jennifer A.Doudna)两位科学家开发出新一代精准基因编辑工具CRISPR-Cas9,让基因编辑更为精准高效,使相关研究“更上一层楼”。这项技术也让两人荣获2020年诺贝尔化学奖。

  对此,朱健康盛赞道,“基因编辑追求的是精准编辑,想编什么基因就编什么基因”,CRISPR-Cas9技术比传统的锌指核酸酶技术更好用,是一个革命性的改变。

  他以CRISPR-Cas9技术为例解释道,99.9%的基因编辑都是“做减法”,CRISPR像一把“基因剪刀”,而Cas9及其他的Cas酶是能够剪切DNA的内切酶。当基因被‘剪断’后,细胞会修复断口并产生变异,让基因失活,从而不起作用。

  不少人将基因编辑和转基因混为一谈。事实上,基因编辑与转基因、全基因组选择、杂交育种等技术,均为生物育种的重要技术。现阶段,基因编辑技术在动植物领域应用已非常广泛,那它和转基因技术有何异同?

  朱健康告诉记者,两者的不同之处在于,转基因是将人工分离或修饰过的基因导入到生物体基因组中,含外源基因。而基因编辑虽然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,正因如此,很多国家并没有把基因编辑纳入转基因管理。

  此前,中国科学院院士、中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员李家洋也曾对基因编辑与转基因技术的区别做过界定。他指出,转基因技术就像在修改文章时插入一大段内容;而基因编辑技术则是修改个别词语即可,这种修改对文章总体结构无过大影响,但文章关键部分的意义却大不相同。

  基因编辑或可用于“弯道超车”

  近年来,生物育种技术愈发受到各界重视。党的十九届五中全会提出把生物育种列为强化国家战略力量重点发展的八大前沿领域之一。中国农业农村部科技教育司二级巡视员张文指出,当前以全基因组选择育种、转基因技术、基因编辑等为代表的生物育种技术已成为国际育种的前沿和核心。

  “小麦、水稻和玉米等生物育种需要培养抗虫抗药、更高产、品质更好的品种,而基因编辑技术是目前生物育种最先进、最高超的技术。”朱健康表示,中国众多高端蔬菜种子是由国外提供,用传统育种方式需要很多年才能赶上,但如果利用好基因编辑技术则可以实现“弯道超车”。

  值得注意的是,尽管基因编辑技术在生物育种等领域有突出表现,但不同国家对待基因编辑的态度各不相同。美国、日本、阿根廷等国对基因编辑做了相关规定,如果产品基因组中不含新基因,则不属于转基因生物的监管范畴。但欧盟法院裁决认为基因编辑产品应按转基因产品监管。

  如何才能保障基因编辑产品的生物安全性?朱健康表示,无论是生物安全、环境安全,还是食品安全,都是要求保证产品在原理上跟传统产品一致,而基因编辑技术对原生物改变较少,多一个碱基、少一个碱基的基因改变跟传统自然产生的改变是一样的,不产生额外的风险。

  当前,不少人把基因编辑育种等同于常规育种,也有人认为应该把基因编辑育种按转基因育种来管理。未来基因编辑技术该如何监管?朱健康建议,应尽快出台明确、科学、可操作的基因编辑相关法规与政策措施,把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。这样中国才能把基因编辑的研发优势,尽快转化为产品优势、产业优势,为保障国家粮食安全、生态安全提供有力支撑。

  近日,江苏省农科院获得世界首例肌抑素(MSTN)基因编辑湖羊的消息引发广泛关注。基因编辑技术被视为生物育种的前沿技术,有望帮助解决关键领域“卡脖子”问题。这项“科技利器”是什么,有何用处,未来发展空间在哪,又该如何监管?记者采访相关专家,一探究竟。

  基因编辑有何好处?

  近年来,基因编辑技术的相关研究在全球范围内方兴未艾。目前国际上不少基因编辑产品已经上市,基因编辑猪“GalSafe猪”去年12月获得美国食品与药物管理局(FDA)的批准,既可食用也可用来生产医疗产品,日本也批准了基因编辑西红柿上市。

  国内方面,江苏农科院畜牧研究所近日对外公布的世界首例MSTN基因编辑湖羊,正是研究人员利用新一代精准基因编辑工具CRISPR-Cas9技术获得。该湖羊迄今已出生5只,其中2只生长速度明显加快,两月龄体重比普通湖羊大25%左右。

  无独有偶,2020年中国水产科学院珠江水产研究所等单位采用基因编辑技术敲除了黄颡鱼的肌抑素(MSTN),成功培育出生长快速、肉质量高和规格大的新品系黄颡鱼。

  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接受中新网记者采访时表示,由于政策原因,上述基因编辑湖羊、黄颡鱼还不能上市,国内民众目前还买不到,现阶段中国基因编辑技术大多停留在科学研究层面。

  事实上,应用基因编辑技术不仅能使动物个头更大、肉质更佳,同时还能让农作物产量性状提高、品质改良。中国在基因编辑农产品的研发方面进展迅速,朱健康团队已研发出了基因编辑的高产、抗除草剂水稻、香味玉米、油酸含量提高的油菜、超高维C的生菜和西红柿等。

  朱健康介绍道,他的团队和山东省济南市合作的基因编辑产业化平台获得了一系列基因编辑新品种,这些新农品普遍品质得到改良。这其中新水稻品种亩产提高15%以上,大豆油酸含量达到80%以上。

  基因编辑是转基因吗?

  基因编辑技术由来已久,2013年埃马纽埃尔·卡彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier)和詹妮弗·杜德纳(Jennifer A.Doudna)两位科学家开发出新一代精准基因编辑工具CRISPR-Cas9,让基因编辑更为精准高效,使相关研究“更上一层楼”。这项技术也让两人荣获2020年诺贝尔化学奖。

  对此,朱健康盛赞道,“基因编辑追求的是精准编辑,想编什么基因就编什么基因”,CRISPR-Cas9技术比传统的锌指核酸酶技术更好用,是一个革命性的改变。

  他以CRISPR-Cas9技术为例解释道,99.9%的基因编辑都是“做减法”,CRISPR像一把“基因剪刀”,而Cas9及其他的Cas酶是能够剪切DNA的内切酶。当基因被‘剪断’后,细胞会修复断口并产生变异,让基因失活,从而不起作用。

  不少人将基因编辑和转基因混为一谈。事实上,基因编辑与转基因、全基因组选择、杂交育种等技术,均为生物育种的重要技术。现阶段,基因编辑技术在动植物领域应用已非常广泛,那它和转基因技术有何异同?

  朱健康告诉记者,两者的不同之处在于,转基因是将人工分离或修饰过的基因导入到生物体基因组中,含外源基因。而基因编辑虽然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,正因如此,很多国家并没有把基因编辑纳入转基因管理。

  此前,中国科学院院士、中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员李家洋也曾对基因编辑与转基因技术的区别做过界定。他指出,转基因技术就像在修改文章时插入一大段内容;而基因编辑技术则是修改个别词语即可,这种修改对文章总体结构无过大影响,但文章关键部分的意义却大不相同。

  基因编辑或可用于“弯道超车”

  近年来,生物育种技术愈发受到各界重视。党的十九届五中全会提出把生物育种列为强化国家战略力量重点发展的八大前沿领域之一。中国农业农村部科技教育司二级巡视员张文指出,当前以全基因组选择育种、转基因技术、基因编辑等为代表的生物育种技术已成为国际育种的前沿和核心。

  “小麦、水稻和玉米等生物育种需要培养抗虫抗药、更高产、品质更好的品种,而基因编辑技术是目前生物育种最先进、最高超的技术。”朱健康表示,中国众多高端蔬菜种子是由国外提供,用传统育种方式需要很多年才能赶上,但如果利用好基因编辑技术则可以实现“弯道超车”。

  值得注意的是,尽管基因编辑技术在生物育种等领域有突出表现,但不同国家对待基因编辑的态度各不相同。美国、日本、阿根廷等国对基因编辑做了相关规定,如果产品基因组中不含新基因,则不属于转基因生物的监管范畴。但欧盟法院裁决认为基因编辑产品应按转基因产品监管。

  如何才能保障基因编辑产品的生物安全性?朱健康表示,无论是生物安全、环境安全,还是食品安全,都是要求保证产品在原理上跟传统产品一致,而基因编辑技术对原生物改变较少,多一个碱基、少一个碱基的基因改变跟传统自然产生的改变是一样的,不产生额外的风险。

  当前,不少人把基因编辑育种等同于常规育种,也有人认为应该把基因编辑育种按转基因育种来管理。未来基因编辑技术该如何监管?朱健康建议,应尽快出台明确、科学、可操作的基因编辑相关法规与政策措施,把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。这样中国才能把基因编辑的研发优势,尽快转化为产品优势、产业优势,为保障国家粮食安全、生态安全提供有力支撑。

文章来源于互联网中科网:“剪”出多肉羊、高产稻 基因编辑如何影响你我生活? 更多科普知识,欢迎关注芝麻网!

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