近日,海大集團(tuán)斥資5000萬元購買“無刺草魚”基因編輯技術(shù)的消息引發(fā)熱議。與此同時(shí),日本批準(zhǔn)基因編輯羅非魚上市、泰國頒布《使用基因編輯技術(shù)開發(fā)水生動(dòng)物的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)與程序》等國際動(dòng)態(tài),讓這項(xiàng)技術(shù)再次進(jìn)入公眾視野。“基因編輯”與“轉(zhuǎn)基因”有何不同?這項(xiàng)被稱為“農(nóng)業(yè)5G”的技術(shù),是豐饒之角還是潘多拉魔盒?
基因編輯VS轉(zhuǎn)基因
內(nèi)源改造與外源植入
“基因編輯和轉(zhuǎn)基因有什么區(qū)別?”“轉(zhuǎn)基因食品都沒人敢吃,這種‘新東西’就能放心?”公眾對(duì)轉(zhuǎn)基因的長期疑慮被投射到基因編輯技術(shù)上。
事實(shí)上,二者的技術(shù)邏輯存在根本差異。
“基因編輯育種是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的5G技術(shù)。”中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院遺傳發(fā)育所研究員曹曉風(fēng)指出,從技術(shù)原理來講,基因編輯技術(shù)主要是對(duì)作物自身的基因進(jìn)行精準(zhǔn)改造,一般不插入作物原本沒有的外源基因,最后得到的產(chǎn)品和自然突變的、傳統(tǒng)育種獲得的產(chǎn)品具有很大的相似性,這是基因編輯與轉(zhuǎn)基因技術(shù)的最大區(qū)別。
基因編輯技術(shù),作為繼野生馴化、雜交育種和轉(zhuǎn)基因之后的第四代育種技術(shù),標(biāo)志著育種4.0時(shí)代的到來。如果說轉(zhuǎn)基因技術(shù)是給生物體“加入”一段外源基因,那么基因編輯就是對(duì)自身一段特定DNA的定點(diǎn)敲除、敲入以及突變。
以全球首個(gè)獲批的轉(zhuǎn)基因三文魚AquAdvantage為例,它的“加速生長”奧秘在于轉(zhuǎn)入了一段來自大西洋鱈魚的抗凍蛋白基因和來自太平洋奇努克三文魚的生長激素基因——這兩段外源基因給三文魚裝了“加速器”,使其即便在寒冷的環(huán)境里也能保持生長,生長周期從傳統(tǒng)的3年縮短至18個(gè)月。
相比之下,基因編輯技術(shù)更強(qiáng)調(diào)“精準(zhǔn)”與“內(nèi)源性改造”,不確定性風(fēng)險(xiǎn)更小。基因編輯技術(shù)不引入任何外源基因,科學(xué)家通過基因編輯技術(shù)讓生物的關(guān)鍵基因不發(fā)生作用,從而保留生物的某些優(yōu)勢(shì)性狀或功能,比如通過敲除調(diào)控魚刺生長的主效基因,讓草魚的肌間刺(即常卡喉的小刺)消失,使其變成無刺草魚。
從育種效率看,基因編輯技術(shù)更具優(yōu)勢(shì)。中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員高彩霞列出一組對(duì)比數(shù)據(jù):培育一個(gè)新品種,雜交育種和誘變育種都需要8-10年,轉(zhuǎn)基因育種需要8-12年,而基因組編輯技術(shù)只需要4-6年。
“基因突變本就是生物進(jìn)化的自然過程,基因編輯只是加速了這個(gè)進(jìn)程。”中國水產(chǎn)科學(xué)院珠江水產(chǎn)研究所研究員李凱彬認(rèn)為,傳統(tǒng)選育可能偶然得到類似結(jié)果,但需漫長時(shí)間篩選;而基因編輯能定向突破關(guān)鍵性狀,比如讓鯽魚徹底告別肌間刺,或讓半滑舌鰨雄魚生長速度提升2倍。
與轉(zhuǎn)基因同等監(jiān)管
產(chǎn)業(yè)化腳步被約束
為何市場上見不到基因編輯魚?
當(dāng)前我國基因編輯動(dòng)物研發(fā)水平已處于國際領(lǐng)先,基因編輯動(dòng)物創(chuàng)制數(shù)量、論文發(fā)表數(shù)量均居世界首位,開發(fā)了一批自主基因編輯底盤工具,也培育出快大型半滑舌鰨、無肌間刺鯽魚等一大批具有產(chǎn)業(yè)化前景的基因編輯動(dòng)物。
但是,我國基因編輯動(dòng)物的產(chǎn)業(yè)化之路舉步維艱——這些研究成果始終囿于實(shí)驗(yàn)室,未能產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
李凱彬表示,當(dāng)前我國將基因編輯動(dòng)物等同于農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物管理,周期長,要求嚴(yán)。也就是說,如基因編輯動(dòng)物想要上市,必須按照轉(zhuǎn)基因生物管理?xiàng)l例,完成相關(guān)申報(bào)及測試工作。根據(jù)2022年修訂的《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評(píng)價(jià)管理辦法》,轉(zhuǎn)基因生物按安全等級(jí)分為Ⅰ-Ⅳ級(jí)(Ⅳ級(jí)為最高風(fēng)險(xiǎn)),所有等級(jí)均需完成實(shí)驗(yàn)研究、中間試驗(yàn)、環(huán)境釋放、生產(chǎn)性試驗(yàn)、安全證書的全流程。“按照轉(zhuǎn)基因動(dòng)物管理?xiàng)l例進(jìn)行申報(bào),我們基本是沒辦法從實(shí)驗(yàn)室走出去的。”李凱彬坦言。
目前我國尚未發(fā)布有關(guān)農(nóng)用基因編輯動(dòng)物的安全評(píng)價(jià)指南,尚無基因編輯動(dòng)物通過生物安全論證。
除了環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)以外,申請(qǐng)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物安全證書還需要完成食用安全風(fēng)險(xiǎn)測試。中國科學(xué)院水生生物研究所研究員殷戰(zhàn)提到,在我國,對(duì)于基因編輯魚體,需要在《中華人民共和國食品安全法實(shí)施條例》的規(guī)范管理下,由國家管理部門指定的第三方資質(zhì)機(jī)構(gòu),經(jīng)過論證的流程,開展生理、毒理實(shí)驗(yàn),以及相關(guān)食品安全動(dòng)物實(shí)驗(yàn),出具測評(píng)報(bào)告。“通過委托具有水產(chǎn)品食品安全管理資質(zhì)的機(jī)構(gòu)——農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)監(jiān)檢測中心,目前已初步完成了對(duì)基因編輯全雌黃河鯉的食用安全論證。”
由于目前沒有國際公認(rèn)的基因編輯動(dòng)物監(jiān)管框架,我國并不是唯一一個(gè)將基因編輯與轉(zhuǎn)基因等同監(jiān)管的國家。如印度尼西亞發(fā)布的《轉(zhuǎn)基因食品監(jiān)管條例》指出,通過基因編輯技術(shù)生產(chǎn)的食品可能為轉(zhuǎn)基因或非轉(zhuǎn)基因食品,其中,前者需要從印度尼西亞食品藥品監(jiān)督管理局獲得食品安全批準(zhǔn),而后者可被視為常規(guī)食品,但條例并未說明如何區(qū)分這兩者,印尼仍在起草相關(guān)審批方案。歐盟此前將基因編輯技術(shù)納入轉(zhuǎn)基因法規(guī)監(jiān)管,但在2024年考慮采取簡化的監(jiān)管政策,不再將未引入外源基因的基因編輯植物視為轉(zhuǎn)基因植物監(jiān)管。
近兩年,科學(xué)界、產(chǎn)業(yè)界甚至包括監(jiān)管部門的專家對(duì)簡化基因編輯動(dòng)物監(jiān)管政策的呼聲日益高漲。將基因編輯動(dòng)物審批流程從轉(zhuǎn)基因生物管理中脫離出來,也許是基因編輯動(dòng)物產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用最迫切需要解決的難題。
全球加速產(chǎn)業(yè)化
如何抓住窗口期
生物育種產(chǎn)業(yè)化是大勢(shì)所趨。《加快建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國規(guī)劃(2024—2035年)》及2025年中央一號(hào)文件均強(qiáng)調(diào)“生物育種產(chǎn)業(yè)化”。在2022年中央一號(hào)文件中,基因編輯技術(shù)被列為關(guān)鍵育種技術(shù)予以支持。
推動(dòng)基因編輯動(dòng)物產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,我國釋放過不少積極信號(hào)。2023年,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部答復(fù)人大代表建議時(shí)明確表示,正在研究制定農(nóng)業(yè)用基因編輯動(dòng)物安全評(píng)價(jià)指南。日前,中國科學(xué)院院士桂建芳在建言“十五五”時(shí)期水產(chǎn)種業(yè)發(fā)展時(shí)提出,推動(dòng)基因編輯水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。參照《農(nóng)業(yè)用基因編輯植物安全評(píng)價(jià)指南(試行)》和《農(nóng)業(yè)用基因編輯植物評(píng)審細(xì)則》,發(fā)布農(nóng)用動(dòng)物基因編輯準(zhǔn)則,制定評(píng)審流程。
“要不是最近基因編輯好消息不斷,我都以為沒希望走出實(shí)驗(yàn)室了。”李凱彬坦言,2022年基因編輯植物評(píng)審細(xì)則出臺(tái)以后,業(yè)內(nèi)就期盼著基因編輯動(dòng)物評(píng)審細(xì)則,但至今沒等到。“在我研究的品種上,實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)顯示出的養(yǎng)殖性能十分突出。這幾年也有企業(yè)跟我接洽,但因無法保證能順利通過評(píng)審,一直未能推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。”近期國內(nèi)外基因編輯技術(shù)的動(dòng)態(tài),讓他又開始有了盼頭。
從全球范圍看,基因編輯動(dòng)物產(chǎn)業(yè)化已進(jìn)入加速期。截至目前,阿根廷、美國、日本等國已批準(zhǔn)多種基因編輯動(dòng)物產(chǎn)品上市,遠(yuǎn)超轉(zhuǎn)基因動(dòng)物產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
站在產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),我國基因編輯動(dòng)物能否抓住這輪窗口期,將“聞‘基因’色變”轉(zhuǎn)化為“用‘基因’惠民”,或?qū)⒂绊懳磥砣蛩a(chǎn)種業(yè)格局。
采寫:南方農(nóng)村報(bào)記者 李思敏
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