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霍莉-皮爾斯: 基因编辑食品走上餐桌,你敢吃吗?

来源:光明网2020-01-09 14:52
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  编者按:经过万余年的选择性培育,很多野生植物已经充分驯化,成为了人类餐桌上的主要食物。但仍然有很多植物没有实现完全无毒,如,吃花生过敏仍然占人类食品过敏死亡的90%;菠菜、可可等草酸含量仍然较高,增加肾结石风险;扁豆、山药的茄碱含量仍然较高,必须较长时间加热才能安全食用……现今,新兴的基因编辑技术成为育种新选择。究竟什么是基因编辑技术?如何让我们的食品更富有营养、更加安全?还在哪些领域有应用?光明网基因科普团队邀请到基因科技专家高强博士为网友解疑释惑。

  什么是基因编辑技术?

基因编辑食品走上餐桌,你敢吃吗?

  高强:基因指的是我们人体的细胞,尤其在细胞核里面,所携带的一类化学分子。我们把这些化学分子称为DNA。一段DNA往往是由A、T、C、G四种不同的化学分子串联起来形成的。那么不同长度的不同排列顺序的这种DNA的分子就被称为基因。

  一般来讲每一个基因它可以编码一个蛋白质,这个蛋白质会执行一些不同的功能。而基因编辑就是我们能够定点的找到一些想要改变的位点,然后通过我们所能够后天人工改造的一些酶,把这些原有的这种DNA分子把它剪断,剪断之后,再通过复制粘贴的模式,把我们所想要实现的一个真正基因的排列顺序,把它粘贴或者是替换上去,甚至是把原来一段删除掉。这样的话从而实现基因分子改造的一个目的。简单来讲就是通过化学的剪刀和化学的胶水,能够用化学的原料把原有的一些基因上面的区段进行删除、粘贴或者是替换。只不过这些过程中所采用的工具,都是由生物学上一些常见的,或者是能够改造一些蛋白质的酶类或者一些具体的化合物的原料而已。

基因编辑食品走上餐桌,你敢吃吗?

  基因编辑技术如何改造食品?

  高强:根据现有的报道,有一些基因编辑食品的审批在不同的国家获得了成功。像美国是最早做基因编辑食品的一个国家,它在2015年的时候已经审批通过了几种基因编辑的作物,比如说基因编辑蘑菇,它已经上市。美国和各国的科学家目前已经实现了像基因编辑的水稻,基因编辑的西红柿,以及基因编辑的鱼类等。未来来讲的话,这些基因编辑食品可能都会进入大家的餐桌。不过,短时间来看,还是以在实验室里面进行科研为主,还没有进入到一个大规模的产业化阶段。

基因编辑食品走上餐桌,你敢吃吗?

  我们之所以进行基因编辑,其实更多还是想通过基因编辑的手段,对我们所关注的物种或者是材料进行一定的改造。那基因编辑,刚才讲到就是我们找到一个靶标或者是靶点,这个靶点往往会决定了一个或多个的生物学的性格或者是性能,那么我们才对它进行一定的改造。举个例子说,美国科学家做的番茄的一个基因编辑,主要目的是通过控制调整了一个跟番茄分枝和结果相关的基因,通过对这个基因进行编辑,实际上是使这个番茄在产生果实的时候,它的分枝会更少,会集中的往少量的果实里面来进行一个营养的运输,这样就会造成最终产生的这个番茄是又大营养又丰富,就是综合营养价值会更高,这样来讲老百姓可能愿意去购买。

  所以说,基因编辑的食品或者是材料,往往来讲的话,都比原有的那个材料在某些方面性能会更好一些,或者是更符合最开始设计的一个目标。像基因编辑的蘑菇,它其实更多的是避免这个蘑菇进行褐化。换句话说,这个蘑菇能够长时间的保持比较好的原有的色彩,这样人们在买和吃的时候就会比较喜欢。这个是基因编辑食品和没有编辑过的食品的一个差别。

  根据不同的研究目标来看的话,其实都可以进行相应的改造。有的人可能喜欢吃酸的,有的人可能喜欢吃甜的,有的人可能喜欢营养价值更全面的,有的人可能是专门需要补充某些单独的营养元素,如像维生素氨基酸等等,这些都可以把原有的这种食材作为基因编辑的原料,定向地来进行设计和加工,达到我们所预期产出的一个食品材料出来。所以从这种情况来讲的话,基因编辑可以实现我们的定制化的一个食材的一个生产。

  基因编辑和转基因有什么区别?

  高强:广义上来讲的话,所有涉及到跟基因交流相关的,都可以称之为转基因。一般老百姓们所听到或认知到的转基因,往往指的是把原本不属于一个物种的基因拿过来,放到另外一个物种里面去。这种“放”是通过一些生物学的手段把它导入进去或者插入进去的。这样来讲的话,转基因,其实在某种程度上是使原有的材料多了一个不属于它的一个基因。而基因编辑更多就是我们对原有的这个材料进行了一定的修改。

  打个比方,就比如衣服,如果这个衣服上破了一个洞,我从别的衣服上剪了一块来,打了一个补丁贴在上面,这有点类似于转基因。基因编辑,更多是我拿了一些线针,把这个洞慢慢地编织,再把它织起来。当然从技术上来讲的话,这是代表了生物学上的两种不同的技术,不能说它们到底哪一个更好,或者是哪个有问题。因为技术本身都是双刃剑,主要看怎么去使用它。不过,就目前来说,基因编辑比转基因适用性会更广一些,因为它的灵活度比转基因要高很多。

  目前基因编辑有哪些应用?

基因编辑食品走上餐桌,你敢吃吗?

  高强:大家比较关注的其实还是在人的疾病模型的构建上面。人的很多疾病研究,往往都是从动物上面来进行开展,像小鼠模型。动物实验的可靠性或者结果,其实有助于人们来判定这些药物,或者这些治疗的方法可不可以在人体上来进行。基因编辑目前在动物模型的构建上面其实有很多成功的案例,针对不同的疾病或者不同的靶点,都可以来设计编制相应的动物模型,这样有助于化学药物的一个测试或者是基因疗法的一些测试。此前也有报道说,通过基因编辑的方法可以成功的消除艾滋病患者体内的艾滋病病毒,从而达到治愈艾滋病的作用。

  所以,从这个角度来讲,基因编辑在人体上也是具备了这种成功应用的可能性的,只是说基因编辑用在人体上面需要更多的试验,并且还需要公众更多的一个认可和认知,这样将来才会在生活当中发挥更大的作用。

  出  品:科普中国

  监  制:中国农业生物技术学会 光明网科普事业部

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