基因編輯食品，你敢吃嗎

　　以快捷、簡易且經濟而著稱的CRISPR技術，正在農業界引爆一場變革——多家公司已開始爭相種植基因編輯作物，以期這些農作物最終能夠進入市場。

　　 如果你不能接受轉基因，那基因編輯食物呢，你愿意讓它們出現在你的餐桌上嗎？

　　 在美國賓夕法尼亞州切斯特縣一家酒店的會議大廳中，一百多位農業生產者齊聚一堂，他們或許沒有基因編輯的相關知識背景，但都對蘑菇了若指掌。在賓夕法尼亞州，蘑菇的平均日產量近500噸，雄霸美國12億美元的蘑菇市場。然而，他們生產的蘑菇有些還沒來得及賣出去，就在貨架上變成褐色，腐敗了。蘑菇對于物理碰撞十分敏感，即便是小心謹慎的“一觸式”采摘法和精心的包裝，也可能激活那些加速蘑菇變質的酶。

　　 去年秋天一個有霧的清晨，在與蘑菇相關的繼續教育講座上，一位名叫楊亦農（Yinong Yang）的生物學家走上講臺，向大家宣布他已找到了有望解決蘑菇變褐問題的方法。這位賓夕法尼亞州立大學的植物病理學教授雖然不是蘑菇種植領域的專家，但他利用一種叫做“CRISPR”的新技術，對西方世界最受歡迎的食用菇——雙孢蘑菇，進行了基因組編輯。

　　 聽眾席里的種植者們或許從未聽說過CRISPR技術，但當楊亦農把經過CRISPR技術改造后純白的雙孢蘑菇與腐壞變褐的普通蘑菇做了一番對比之后，他們也意識到其中潛藏的巨大商業價值。賓夕法尼亞州立大學也深諳其商業價值，就在楊亦農舉行講座的前一天，他們為該研究成果申請了ZL。

　　 “低價”剪掉蘑菇褐變基因

　　 2013年10月，一位名叫戴維·卡羅爾的校友敲開了楊亦農實驗室的門。卡羅爾是一家蘑菇公司的董事長，他想知道新的基因編輯技術能否被用于蘑菇改良，以期減少蘑菇的褐變。

　　 生物學家之前已經確認了6種編碼褐變酶的基因，導致蘋果和馬鈴薯褐變的酶也是由這類基因編碼的。這些所謂的褐變基因中有4種在蘑菇的子實體中高度表達，產生大量的褐變酶，楊亦農認為如果他能利用基因編輯技術在蘑菇基因組中引入突變，阻止其中一個褐變基因的表達，就可能減緩蘑菇的褐變速度。

　　 CRISPR技術之所以如此簡易，是因為生物學家能夠直接根據需求構建產生突變的分子。就像結合了指南針、剪刀和老虎鉗功能的工具刀，這些分子工具能夠出色地完成兩個任務：鎖定特定的DNA序列，然后對它進行剪切。標靶位點DNA的剪切一旦發生，突變就會隨之自然發生。

　　 楊亦農利用一個微小的DNA突變破壞了一種褐變酶基因的表達，并用DNA檢測對這一突變進行了確認。他說一個熟練的分子生物學家大約能在3天內構建一個專門的突變工具，用于編輯任何生物的任何基因。

　　 這正是CRISPR技術被科學家追捧的原因——快捷、經濟且簡易。在實驗室中制造抗褐變的蘑菇大約花費了2個月的時間。楊亦農暗示這類研究如果不是特別簡單，也是極其程式化的，而且花費非常少。合成向導RNA及其“骨架”算是整個研究項目中最難的步驟了，也只需幾百美元就能完成。目前有很多小型生物技術公司正在定制用于編輯任何基因的CRISPR架構。楊亦農說：“如果不考慮人力，這個項目大約只需不到1萬美元。”

　　 農業領域掀起基因編輯技術風潮

　　 研究動物的科學家也緊跟基因編輯的技術風潮。Recombinetics公司是美國明尼蘇達州的一家小型生物技術公司，該公司的研究人員從基因水平阻斷了荷斯坦奶牛（乳制品業的主要乳牛品系）體內控制牛角生長的生物信號。他們通過基因編輯，將阿格斯肉牛的自然突變無角基因，導入荷斯坦奶牛的基因組中。農業科學家認為，基因編輯技術讓養殖業更人道，因為這種技術讓公的荷斯坦奶牛無需接受殘酷的去角手術。去掉奶牛的角，不僅可以防止奶牛打斗受傷，還可防止傷及奶農。

　　 該公司的首席執行官斯科特·法倫克魯格（Scott Fahrenkrug）認為，這種基因編輯過程不涉及轉基因，只是在奶牛的基因組中引入幾個堿基，其基因組成與我們已經在吃的食物并無差異。與此同時，中國和韓國的科學家已經開始合作研發肌肉型肉豬，他們計劃利用基因編輯技術，敲除豬體內的肌肉生長抑制素基因。

　　 與其他的強大科技一樣，CRISPR技術激發了一些農業夢想家對未來農業的幻想，一些近乎科幻的場景，已經開始出現在科學文獻中。丹麥哥本哈根大學的植物學家邁克爾·帕爾姆格倫（Michael Palmgren）就提議，科學家可以利用這種新的基因編輯技術讓糧食作物恢復“野性”，即恢復那些在長期的農業育種過程中失去的野生性狀。許多具有高度經濟價值的糧食作物（大米、小麥、柑橘和香蕉）對于多種病原體的抗性都很差；修復喪失的基因有可能增強這些作物的抗病能力。

　　 丹尼爾· F·沃伊塔斯（Daniel F. Voytas）既在學術機構任職，也是Calyxt生物技術公司的科學家。在明尼蘇達大學的實驗室，沃伊塔斯開始嘗試一種叫做“分子馴化”的方法恢復農作物的野生性狀：將現有雜交品系的優良基因轉入耐受性及適應性更強的野生品種（如野生玉米和馬鈴薯）中。沃伊塔斯說：“讓野生品種具備各種優良性狀，如改變果實大小或玉米穗數等，通常只需改變5—7個基因。現在，我們不必花費10年時間將野生品種與馴化品系進行雜交育種，只需直接對相關基因進行編輯，就能馴化野生品種。”

　　 基因編輯農作物無需接受嚴格管制

　　 CRISPR技術問世以來的短短3年間，對農業界產生了深刻影響。截至2015年秋，利用CRISPR技術對植物進行基因編輯的科學論文已發表了約50篇，而且有初步跡象顯示，美國農業部認為并非所有經過基因編輯的農作物都需要像“傳統”轉基因作物（GMO）一樣，接受嚴格的監管。雖然監管部門對基因編輯作物的態度還未完全明朗，但多家公司已開始爭相種植基因編輯作物，以期這些農作物最終能夠進入市場。

　　 CRISPR技術的最大優勢在于前所未有的精準度。CRISPR技術能夠敲除基因組中的任何基因，或在基因組的特定位置插入基因，來為農作物導入優良性狀。該技術的使用者認為，這是所有植物育種方法（包括人類使用了數千年的“自然”育種技術）中，生物破壞性最小的。該技術還讓科學家可以在很多情況下避免使用頗具爭議性的轉基因技術（即引入外源性基因）。

　　 一些科學家對CRISPR作物的前景表示樂觀，因為他們認為這些作物與轉基因作物具有根本性的不同，而這將改變人們對于GMO食品的爭論。沃伊塔斯認為：“這項新技術讓我們不得不重新思考GMO到底是什么。”

　　 在用CRISPR技術編輯作物基因方面，管制較寬松，這也能節省大量人力物力。去年10月，楊亦農為美國農業部動植物衛生監察局的官員做了一個關于蘑菇研究的非正式介紹。美國農業部的官員認為，經過編輯的蘑菇并不需要特別或長期的管制審查。如果真的如此，這將是CRISPR技術最重要的經濟優勢，因為據沃伊塔斯估計，管制審查過程的花費可能高達3500萬美元，耗時可能長達5年半。

　　 基因編輯算轉基因嗎

　　 當楊亦農為賓夕法尼亞州的農業生產者和美國農業部的官員介紹蘑菇研究項目時，他用了一個很能說明問題的短語——非轉基因遺傳修飾，來描述他的實驗本質。這個經過仔細斟酌的新提法，是為了將CRISPR這類高精度的基因編輯技術，與早前將外源DNA轉入植物的農業生物技術區分開來。楊亦農和許多人都認為，微妙的措辭對于避免陷入GMO那樣的爭論至關重要。實際上，已經開始出現“GEO”（gene-edited organism）這樣的縮寫來替代“GMO”或“GM”。

　　 生物技術食品的批評者大多認為，任何形式的基因修飾都應該屬于GM，它們都有可能造成意外的突變，對人類健康或環境構成威脅。像沃伊塔斯和楊亦農這樣的科學家則認為，所有形式的植物育種（可追溯到3000年前新石器時代的人培育的小麥）都涉及基因修飾，而且傳統的育種技術從生物學意義上來說并非是無害的。就像楊亦農所說的，它會造成“巨大”的遺傳破壞性。

　　 初步跡象顯示，基因編輯（包括CRISPR技術）可能較快獲得監管部門的批準。到目前為止，至少美國的監管機構對某些基因編輯作物與轉基因GMO作物是區別對待的。當Calyxt公司首次向美國農業部詢問，是否需要對基因編輯的馬鈴薯進行監管審查時，美國聯邦官員花了一年時間審查，終于在2014年8月決定，基因編輯作物不需要特別考量；去年夏天，當該公司再次向美國農業部呈報他們的基因編輯大豆時，審查官員只花了兩個月的時間就做出了類似的決定。對于生物技術公司來說，這說明美國當局認為，這些基因編輯的新技術與轉基因技術有著本質的不同；而對于基因修飾技術的批評者來說，這意味著生物技術公司在鉆監管體系的空子。楊亦農的蘑菇也許是向美國農業部呈報的第一種CRISPR食品。

　　 像CRISPR這樣的新技術，促使一些政府開始重新審視GMO的定義。去年11月，瑞典的農業委員會裁定：某些用CRISPR技術誘發的植物突變，不符合歐盟對于GMO的定義；阿根廷政府也同樣決定一些基因編輯作物不屬于GMO的管制范圍。歐盟一直以來都對轉基因作物有相當嚴格的管制，隨著新的基因編輯技術的出現，目前它正在重新審核相關政策，但相關立法還沒有這么快。

　　 雖然關于這個問題沒有什么中間立場，但沃伊塔斯和其他人還是提出了一個具有潛力的妥協方案：通過基因編輯導致的基因突變或基因敲除，應該被看作類似傳統育種方式（例如用于誘發突變的X射線）所導致的突變；而利用基因編輯引入新的DNA，則應該接受相應的監管審查。

　　 公眾反應尚難預測

　　 消費者會同意那些科學家的樂觀觀點嗎？還是會認為CRISPR作物不過是另一種轉基因食品？由于CRISPR技術現在才剛開始應用于糧食作物，這些問題還沒有在大眾中激起波瀾，但它很快就會引起公眾的關注。

　　 雖然CRISPR技術比傳統育種技術更精確，但也并非萬無一失。有時，這個精確的剪切工具也會對非目標區域進行剪切，存在“脫靶”的可能，這引起了一些人對該技術安全性的擔憂。珍妮弗·庫茲馬（Jennifer Kuzma）是美國北卡羅來納州立大學的政策分析師，她從GMO農業起步初期就開始關注與此相關的科學進展與政策變化。她談道：“精確性是這項技術的優點，但那并不意味著會降低相關的風險。脫靶剪切可能會產生完全不同的危害。”

　　 庫茲馬預測，那些一直反對基因修飾技術的人，仍不會輕易接受CRISPR食品。她說：“抵制第一代GMO的公眾，不可能僅僅因為我們只改變了少量的DNA，就接受第二代基因改造技術。他們還是會把CRISPR食品跟以前的GMO歸為一類。”庫茲馬更關心的是，在越來越多基因編輯食品即將涌入市場的新時代，如何更新整個監管結構，以及在審查階段吸納更多的意見。

　　 楊亦農的蘑菇命運又將如何？在他的講座結束時，種植蘑菇的種植者們除了禮節性的鼓掌之外，對于這個新技術并沒有明顯的反應和表態。楊亦農也明白這一點，他告訴種植者們：“這種蘑菇能否商業化種植，完全取決于你們。”抗褐變的蘑菇目前還暫時是驗證性的實驗項目。如果種植者不確信抗褐變蘑菇的價值，或是害怕消費者會抗拒，那么這些經過基因編輯、具有優良性狀的蘑菇可能永無面世之日。對于在黑暗中生長的蘑菇，不見天日通常不是件壞事，但對于這項變革性的新技術來說，或許不是什么好兆頭。