李家洋等提出植物基因組編輯監管框架

　　CRISPR/Cas9是靶向基因變化的一種新方法。與其他方法一起，構成了所謂的基因組編輯工具箱的一部分。目前，基因組編輯主要討論的是醫學應用，相繼有使用基因組編輯治療人類疾病的研究出現，例如：CRISPR基因編輯助力肺癌治療；華人女學者用CRISPR技術改善遺傳性失明；我科學家用CRISPR糾正癲癇致病突變。

　　但將其用于植物育種也許是更有前途的，已有研究集中在使用基因組編輯對作物進行改良和育種，例如：南京農大用TALENs和CRISPR實現大豆高效定向誘變；Cell Res：中國學者利用CRISPR技術解析水稻灌漿；Cell子刊：基因編輯水果即將來臨？。

　　最近，來自中國、美國和德國的科學家，已經提出了植物基因組編輯的一個監管框架，發表在Nature子刊《Nature Genetics》。中國農科院深圳農業基因組研究所、中國農科院蔬菜花卉研究所的黃三文、德國Max Planck 發育生物學研究所的Detlef Weigel、加州大學戴維斯分校World Food中心的Roger Beachy和中科院遺傳與發育生物學研究所的李家洋院士，是本文的共同通訊作者。

　　利用基因組編輯，科學家可以用非常精確的方式改變DNA。通常，只有一個堿基——即基因組的一個字母，被替換或刪除。這基本上與自然界中因為隨機突變而不斷發生的基因組變化一致。在這樣一個突變或基因組編輯發生之后，其后果是無法區分的。這不是由于技術上的缺陷，而是因為實際缺乏物理、化學或生物學差異。Weigel說：“因此我們沒有理由將基因組編輯植物看作是轉基因生物。”然而，由基因組編輯產生的變化，應該進行分析和記錄，以確保沒有殘留的外源基因。除此之外，相比較傳統育種的植物，以這種方式改良的植物不應該受到更為嚴格的約束。

　　植物育種的目的是不斷改善有利性狀，使我們的農作物更能抗真菌感染，以幫助它們更好地應對干旱或者以更少的肥料也能茁壯成長。達到這個目標的一種方法是，將具有不同優勢特征的品種進行雜交。作為一種替代方案，化學品或輻射被部署，這兩者都會在整個基因組中導致隨機分布的突變。不幸的是，使用這兩種技術產生的一大部分后代是不佳的，甚至比親本植株更糟，尋找有用的雜交個體往往是漫長和繁瑣的。這兩種技術都是傳統育種的標準工具，其產物可以進入市場而無需授權。

　　幾十年來，利用基因組工程方法，科學家們已經有可能將基因插入植物。這些基因可能是來自于其他植物，或者來自完全不同的生物，如細菌。這些技術的一個缺點是，它不能精確地控制新基因插入在基因組中什么地方。因此，許多候選植株必須進行仔細檢查，直到具有所需性狀的植株被發現。

　　在基因組編輯報道中，經常使用諸如“基因組手術或遺傳手術刀”這樣的隱喻。Weigel舉例說明：“傳統的遺傳工程可以比作開胸手術，而基因組編輯則相當于是微創手術，因為人們可以精確地確定基因組中一個變化應該發生的位置。利用基因組工程學方法，科學家也可以準確地用其他品種或近親屬的基因，替換一個物種的基因——這也是常規育種的一個目標。基因組編輯可以實現跟傳統育種相同的改變，但速度快得多。

　　由于這些原因，科學家提倡以下的常識方法，涉及基因組編輯植物的發展和授權：首先，在發展階段，應盡量減少不受控制的傳播的風險。其次，應該準確記錄由此產生的DNA變化。第三，必須考慮到CRISPR/Cas9技術可能在開始時需要外源DNA插入到細胞；如果是這樣的話，必須證明，外源基因已被徹底清除。最后，一個基因已被來自不同物種的基因替換，應該說明這兩個物種之間的親緣關系。如果它們只是遠親，考慮額外的個案注意事項可能是必要的。對于新品種的注冊，證明文件應包括這幾點，否則的話，基因組編輯的植物應該像常規育種品種那樣對待。

　　歐洲聯盟還沒有完成他們的評估，但在德國和瑞典，相關負責部門已經宣布，某些基因組編輯的品種在原則上是與傳統育種產物相同的。Weigel表示：“育種的一個重要目標是，使農業更加可持續化。例如，基因組編輯可以不使用化學農藥，幫助培育抵抗真菌感染的品種。我們不應該錯過這樣的機會。”