《科学家》｜基因组编辑育种监管

基因农业网（林啸）编译报道：美国生物学科学杂志《The Scientist》于2月25日发表评论称，基因组编辑技术的发展使得作物改良变得从未如此简单。但同时，该技术的发展使得对于转基因的争辩更加复杂。文章作者、北海道大学（Hokkaido University）健康安全办公室的 Tetsuya Ishii在文章中还提出了基因组编辑育种监管的新体系。他提出：最严格的监管应该从接受并逐渐放松对于基因组编辑作物开始，另外需要认真考虑对于基因组编辑作物的标注问题。以下为其评论内容。

基因组编辑技术使得遗传修饰变得更加容易，甚至高等生物亦不例外。同时，全世界的监管法规也要与时俱进，比如，基因组编辑育种不会引入新的遗传物质，通过其产生的遗传改变和自然发生的突变非常相似，所以划清转基因作物(GMO)的界限对其监管非常重要。为了促进公众对于遗传修饰作物监管问题的讨论，Tetsuya Ishii及其同事描绘了复杂的监管系统全景，去年发表在《生物技术进展》。最近，在一边刚刚发表在《植物科学进展》的论文中，Motoko Araki和Tetsuya Ishii重点讨论了在全球GMO监管下基因组编辑作物。（基因组编辑技术包括锌指核酸酶(ZFN)，转录激活因子样效应核酸酶(TALEN)， 以及CRISPR/Cas）。）

首先，作者分析了13篇关于遗传修饰品种的研究论文，包括大麦、水稻、甜橙、小麦、大豆、玉米和番茄。在这些研究中，水稻是最常被改造的。其中最常见的改造类型是几个碱基的删除或者插入，这样的突变与自然突变类似。而常常被选中的性状是除草剂抗性、增加营养价值或者改善口味。基因修饰在不同基因上的效率不同，有时差异可能达到40%。基因组编辑可能会在植物基因组里出现脱靶现象（Off-target mutations，意思是造成非目标基因的突变），可能造成健康和环境风险。在我们分析的13个研究中，只有5个研究了脱靶现象。为了解决特异性和效率的问题，基因组编辑技术正在快速发展，在每种植物中的脱靶效应还需要更加全面的研究。

尽管基因组编辑技术是作物育种研究的多面手，但在我们分析的研究中缺失突变仍然用得最多，这是因为很多GMO的监管法规都不包括缺失突变。以此看来，恰当的监管对于对应用基因组编辑技术的植物育种至关重要。

作者根据基因组编辑技术的具体方法、基因功能以及产生的不同植物突变类型进行了分类，并将他们排序，放进现有的以最终产品为导向的GMO监管法规的框架中。这样，作者创造了一个包含四条潜在界限的新的GMO监管模型。

为了让社会接受基因组编辑的作物，如何标注这些成分也同样重要。最近，一个公民运动组织“知情权”(Right to Know)要求标注所有GMOs，但监管机构很难检测出含有这种缺失突变的作物。如果消费者想要知道食物是否包含基因组编辑作物的成分，一个可能的解决方案是引入一个额外的DNA标签。如果这些DNA标签能够被证明对健康和环境无害，这个解决方案也许能够增进社会对GMOs的接受度。

在这份报告中，研究的的大部分突变可能都在目前的GMO监管范围以外。尽管对于监管界限的选择可能在每个国家都会不同，作者提议最严格的监管应该从接受并逐渐放松对于基因组编辑作物开始。作者还主张需要认真考虑对于基因组编辑作物的标注问题。

在全球范围内，对于基因组编辑技术监管是迟缓的。作者希望这份报告能够提供讨论的基准，同时促进公众对于基因组编辑作物的广泛讨论。
原文链接：http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/42276/title/Opinion--On-Global-GMO-Regulation/

图注：这个模型的前提是基因组编辑的核酸酶是由RNAs或者蛋白质介导的，而非DNA，并且没有脱靶现象发生。超过一条监管界限则将服从下一级的监管。DSB: 双链断链(double-stranded break); NHEJ: 非同源末端连接(non-homologous end-joining)；HDR: 同源修复 (homology-directed repair) ，LOF: 功能丢失突变(loss-of-function mutation)，GOF: 功能获得突变(gain-of-function mutation); intragenesis: 内源转基因，从杂交可亲和的物种中，转入一段DNA序列，从而产生新的功能； cisgenesis: 同源转基因，从杂交可亲和的物种中，转入整条基因。