基因编辑产品也能“刷脸”了

作者: 李晨

来源: 中国科学报

发布日期: 2021-01-19 08:28:34

中国科学院院士李家洋团队与中国农业科学院研究员王克剑团队合作,开发了一种新型基因编辑外源成分检测工具,该工具不依赖于传统的PCR检测手段,能够一次性检测4万多种外源成分序列,为基因编辑产品的安全监管提供了新方法。

基因组编辑技术为动植物遗传改良提供了革命性遗传操作工具。但在基因组编辑过程中,通常需要将外源载体导入生物体细胞内,在基因组编辑完成后,再筛选出不含外源成分的材料个体。随着基因编辑产品大规模商业化的不断逼近,如何检测这些外源成分成为各国政府加强管理的一个重要技术前提。

近日,中国科学院院士、中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员李家洋团队与中国农业科学院中国水稻研究所研究员王克剑团队合作,在《中国科学—生命科学》发布了一种对外源成分进行精确分析的工具。它不依赖传统的聚合酶链式反应(PCR)等分子检测手段,可一次性完成对4万多种不同外源成分序列的检测。

传统方法难以应对基因编辑“井喷”。中国科学院院士曹晓风表示,基因组编辑技术有望带来新一轮农业科技革命,世界各国在这一研究与应用领域正展开激烈角逐。中国工程院院士万建民指出,美国、日本、加拿大、澳大利亚、巴西、阿根廷等多个国家已陆续出台多项基因组编辑产品安全管理政策,将不引入外源成分的基因组编辑作物等同于常规育种作物进行管理,简化基因编辑作物的审批流程,并积极推进基因编辑产业的全球化布局。

王克剑告诉《中国科学报》,外源成分检测主要采用PCR等分子检测手段。但是,基于PCR的检测方法需要已知外源片段序列才能设计扩增引物,一次只能对少数几个完整的外源成分进行检测。为应对未来几年全球基因编辑产品即将呈现的‘井喷’态势,急需建立一套科学严格的基因编辑产品检测标准,以此保障基因编辑产品的安全。

实现外源成分的自动识别。这种对外源成分进行精确分析的工具被称为外源成分探测器(FED)。王克剑介绍,美国国立生物技术信息中心和addgene等生物数据库收集了各国科研人员递交的不同物种的各类载体序列信息。目前,研究团队建立的外源成分数据库中有46695种不同外源成分序列的信息。FED可以将被检测产品的全基因组序列直接和该数据库中的信息进行比对,从而找出是否有相同或相似的外源成分。

实时更新的检测分析平台。目前,FED已经内置了24种植物和13种动物的参考基因组信息,有望为全球基因组编辑生物的应用和安全监管提供重要工具平台。万建民说,这一基因编辑产品外源成分检测分析平台,从全基因组水平对常见外源成分进行大数据分析,且该平台内置的外源成分数据库可以根据全球最新研究进展进行实时更新,有力保障了基因编辑产品不受外源成分的污染。

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