7月25日,位于卢森堡的欧洲法院裁定,包括基因编辑在内的基因诱变技术应被视为转基因技术,接受欧盟转基因相关法律的监管。这项裁决的产生是因为法国农业联盟提起的法律诉讼,他们认为,不管是如何制造的,拥有抗除草剂特性的种子品种都对环境构成了风险。因此,欧盟法院认为,“通过基因诱变获得的生物是转基因生物 (GMO),”欧盟法院(ECJ)在声明中说。“因为基因诱变以非天然发生的方式修改了生物的遗传物质。
”这与美国此前对基因编辑技术的看法不太一样,美国将基因编辑等同于传统育种,美国农业部于2018年3月28日宣布它不会对基因编辑的植物进行管理,基因编辑研究人员认为,这肯定了基因编辑的作物并不比任何其他新植物品种更具风险。
在世界范围内,欧盟是对转基因技术管理极为严格的地区之一,而最新裁定意味着,包括利用最新的基因编辑技术CRISPR-Cas9(以下简称CRISPR)在内的基因诱变技术也将被纳入严格监管。“这是一个非常严格的裁决,”荷兰瓦赫宁根大学的法律学者Kai Purnhagen在接受Nature的采访时说,“这意味着,利用CRISPR-Cas9进行基因编辑的生物,需要经历欧盟漫长的审批程序。
”不过欧盟法院也将某些利用基因诱变技术的生物排除在监管之外,“一些基因诱变生物传统上已在一系列应用中使用,具有长期的安全记录,它们将被免除监管。”此前,曾有生物学家希望基因编辑不要与转基因相提并论,在他们看来,转基因已经被公众误读,他们不希望基因编辑也被同样对待,从而阻碍基因编辑相关研究的发展。但是,现在看来,欧盟的这一裁决让生物学家们最不想看到的事情再次发生。
绿色和平组织对这一裁定表示支持,绿色和平组织欧盟食品政策主管Franziska Achterberg表示:“欧盟法院非常清楚地表明,基因编辑的植物和动物都需要符合转基因生物的安全和标识要求,这些要求是为了避免伤害,并让消费者有知情权。在没有适当安全措施的情况下,将这些新的基因编辑的生物释放到环境中是非法和不负责任的,特别是考虑到基因编辑可能导致无意的副作用。
”他同时表示:“欧盟委员会以及欧盟各国必须要保证,所有新的转基因产品都经过全面测试与标识,并且任何田间试验也都遵守转基因生物的相关规则。”而另一方面,大多数生物科学领域的科学家对欧盟的裁决表示震惊,声称这一决定在科学上毫无根据,并将导致欧洲的发展和创新受到扼杀。埃克塞特大学分子遗传学教授Nick Talbot认为,“将基因编辑的作物归类为转基因生物,将它与转基因作物等同,这是完全错误的。
”《环球科学》记者在电话采访中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员高彩霞时,她认为“欧盟的裁定令人感到吃惊,完全没有想到。”在接受BBC的采访时,英国作物科学教授Johnathan Napier称这一裁定是“一个非常令人失望的结果。”他说:“将基因编辑生物分类为转基因,这会影响技术的发展,这是退步,而不是进步。”当人类从狩猎、采集转向农业生产与牲畜养殖之后,一直在为了自身利益而改变着生物。
人类饲养了家猪、奶牛、更大的樱桃和更甜的葡萄,我们已经改变了早先野猪、奶牛、野生樱桃和葡萄的基因,让它们更适应人类的需要。自20世纪50年代开始,诱变育种受到广泛重视,人们利用物理和化学方式诱导农作物发生变异,通过选择培育出新的品种。比如利用物理辐射的方式,诱导基因变异,在大量的变异中,可以选择人们需要的品种。
这种方式相比较自然变异,提高了突变率,但是如果与之后的基因编辑技术相比较,依然存在不少缺陷,比如效率比较低、诱变的方向和性质很难控制。随着测序技术的进步和测序成本的降低,很多重要农作物的基因序列也已经测序完成,科学家终于可以解读基因信息了,许多控制重要农艺性状的基因被解读。接下来,科学家想做的就是按照需要来编辑修改遗传信息。
早期的ZENs和TALENs技术最先用于基因编辑,不过这两种方式使用相对复杂,成本也比较高。2013年左右出现的“基因魔剪”CRISPR-Cas9(以下简称CRISPR),改变了基因编辑的局面。CRISPR简单易用,成本低廉,迅速被广泛接受,风靡生物界。当基因编辑被用于修改生物的遗传信息时,情况发生了变化。
它可以比较精确的“敲掉”或者修改某一个基因片段,极大地提高了基因诱导的效率,使人们可以快速、精准、可控地获得需要的性状。但是基因编辑技术与转基因技术还不太一样,最大的不同在于是否具有外部基因。转基因技术是将人工分离和修饰过的外部基因导入到目的生物体的基因组中,从而改造生物。比如,在农业育种中,科学家会将另一物种的某些基因转到农作物中,以达到抗虫、抗病的能力。
利用Bt基因抵抗棉铃虫就是转基因技术的一个成功案例,Bt基因来自苏云金杆菌的一段DNA序列,科学家将这段来自细菌的序列通过转基因技术转到棉花中时,相应的转基因棉花就会表达Bt蛋白,从而达到杀死棉铃虫的目的。不过虽然Bt蛋白能够杀死棉铃虫,却对人类的健康没有任何影响。而基因编辑技术可以不引入外源基因,对作物内部的基因进行修饰。
所以,原则上看,以CRISPR为代表的基因编辑技术所做的事情,某种程度上来看,与自然界中发生的事情没有什么不同,它与已经使用了几十年的物理、化学诱导基因变异技术也没有本质上的不同,它在数百万个基因中选择某些基因,使其发生变化。这些突变的结果与自然界中随机发生的没有什么不同。这也是科学家们认为,不应该把基因编辑技术归类为转基因的最大原因。
目前利用CRISPR进行基因编辑,改造生物遗传信息的研究与尝试正在如火如荼的展开。中国工程院院士、美国国家科学院外籍院士、“世界杂交水稻之父”袁隆平的研究团队最近几年的一项科研成果就与基因编辑有关。土壤中存在着各种重金属,这些重金属会对生长的植物有害,并且还能够通过土壤-作物-人(动物)等途径进入食物链。水稻的问题尤其严重,我国湖南、广东等地曾相继曝出水稻“重金属镉污染”事件。
由于镉比其它重金属更容易被农作物吸附,镉含量超标成为水稻面临的严重问题,而镉通过食物链进入人体,可以引起慢性中毒,极大地危害人们的健康。根据中山大学2010年的研究显示,研究人员抽取的21个水稻品种镉的超标率达到100%。国家农业部稻米质量监督检验中心也曾对我国市场的稻米进行安全性抽检,结果镉超标率高达10.3%。
水稻之所以容易吸附镉,与其基因有很大关系,因此研究团队利用CRISPR技术将相关基因“敲除”,研发出了即便种植在高镉污染稻区,也不会大量吸附镉的“低镉1号”和“两优低镉1号”。在美国,美国宾夕法尼亚州立大学帕克分校的植物病理学家杨亦农教授就利用基因编辑技术培育出一款不会变褐的蘑菇,他与团队利用CRISPR技术对双孢菇进行了基因编辑,使其抗褐变,以利于保存与运输。
2016年4月,这种蘑菇成为美国第一个被批准上市的基因编辑农产品,美国农业部认为这种蘑菇并没有触发监管程序,因为它不含有外源DNA。目前,美国农业部已经宣布不会对基因编辑的植物进行管理。该机构基本上承认基因编辑是一种更快的传统育种方式。因此,只要遗传变异可以在植物中繁殖,做一些简单的删除、碱基对交换,它就不会受到管制。不过,如果涉及到将其它物种的基因“编辑转入”,那么依然需要经过监管。