來自韓國的研究人員稱，略微改變一種革命性的基因編輯技術(shù)，或許就能夠在改造植物基因組的同時(shí)避開國家的生物安全法規(guī)。
植物科學(xué)家們迅速地采納了廣受歡迎的CRISPR/Cas9技術(shù)來開展實(shí)驗(yàn)，這一技術(shù)利用了一種叫做Cas9的酶，在兩條RNA鏈的引導(dǎo)下切割基因組中的DNA片段。例如，通過讓小麥和水稻中的特異基因喪失功能，研究人員希望能夠生成抗病作物品種（延伸閱讀：Science發(fā)布CRISPR基因編輯重大成果 ）。
但這一過程可以將一些外源DNA片段導(dǎo)入到植物基因組中。首爾國立大學(xué)的遺傳學(xué)家Jin-Soo Kim說，歐盟等一些管轄區(qū)域有可能會(huì)決定將這樣的植物歸為轉(zhuǎn)基因生物(GMOs)——這使得監(jiān)管部門在接受它們時(shí)面對(duì)著*的爭議。
Kim和他的研究小組改進(jìn)了這一技術(shù)，使得它能夠在不引入外源DNA的情況下刪除掉特定的植物基因，構(gòu)建出Kim和同事們認(rèn)為“有可能規(guī)避當(dāng)前GMO法規(guī)"的植物。
Kim說：“就科學(xué)而言，我們的方法只是基因組編輯領(lǐng)域的又一個(gè)進(jìn)步。然而就法規(guī)和公眾接受度而言，我們的方法有可能可以打破僵局。"
常規(guī)，研究人員都是通過首先運(yùn)送編碼Cas9酶的基因到植物細(xì)胞中來讓CRISPR/Cas9起作用。他們將這一基因?qū)氲揭粋€(gè)質(zhì)粒上，通常借助有害菌——土壤農(nóng)桿菌(Agrobacterium tumefaciens)將質(zhì)粒帶入到植物中。因此，土壤農(nóng)桿菌的DNAzui終可進(jìn)入到植物基因組中。即便不利用土壤農(nóng)桿菌，Cas9基因片段自身也有可能整合到植物基因組中。
為了解決這一問題，Kim和同事們*避開了基因傳送。他們報(bào)告了一種方法在植物外組裝Cas9酶和它的導(dǎo)向RNA序列，并利用溶液讓生成的蛋白質(zhì)復(fù)合物進(jìn)入到植物中。這一技術(shù)能夠有效發(fā)揮作用敲除煙草、水稻、萵苣和擬南芥中的所選基因。
日本北海道大學(xué)生物倫理學(xué)家Tetsuya Ishii說：“我認(rèn)為這是植物科學(xué)一個(gè)里程碑式的研究工作。"
Kim希望利用這一技術(shù)來編輯香蕉；的香蕉品種——卡文迪什香蕉一直在努力對(duì)抗一種破壞性的土壤真菌，有可能會(huì)滅絕?？梢圆捎没蚓庉媮砬贸暨@一真菌利用來侵入細(xì)胞的受體。在Kim看來，無需將生成的香蕉歸類為GMO。“我們將挽救這種香蕉，使得我們的子孫們?nèi)匀豢梢韵硎苓@種水果。"
繞開法規(guī)
其他的科學(xué)家們近期采用不同的基因組編輯技術(shù)獲得了一些類似的結(jié)果。愛荷華州立大學(xué)植物生物技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析專家Jeffrey Wolt指出，一些研究人員直接將稱作為TALENs的一些基因編輯蛋白復(fù)合物導(dǎo)入到了植物中；還有其他一些人利用納米顆粒引入了不同的基因編輯蛋白。在他看來，Kim的論文只是為植物育種者的兵工廠又添加了一個(gè)工具——盡管許多研究人員認(rèn)為相比于其他工具，CRISPR更便宜、更易于使用。
德國馬丁路德?哈勒維騰貝格大學(xué)植物遺傳學(xué)家Jens Boch曾幫助開發(fā)TALEN，他認(rèn)為這種避開土壤農(nóng)桿菌的方案并非必要。當(dāng)植物有性生殖時(shí)，它們的基因會(huì)重新混合，因此生成的一些后代不會(huì)有這一細(xì)菌的DNA；培育這些無土壤農(nóng)桿菌的植物應(yīng)該會(huì)讓管控者讓步。“土壤農(nóng)桿菌只是很容易利用而已，這將成為一個(gè)選擇方法。我不認(rèn)為植物育種者將會(huì)使用Kim的方法。但Kim表示諸如香蕉一類的植物不進(jìn)行有性生殖，因此在土壤農(nóng)桿菌基因駐入到它們的基因組中時(shí)將無法擺脫它。
目前還不清楚監(jiān)管當(dāng)局對(duì)CRISPR編輯植物持何立場。歐盟當(dāng)前正在談?wù)撚嘘P(guān)這一技術(shù)的法規(guī)，可以想象即便這些植物沒有外源基因還是會(huì)將它們歸類為GMOs。
在美國，采用土壤農(nóng)桿菌編輯植物當(dāng)前觸動(dòng)了美國動(dòng)植物衛(wèi)生檢驗(yàn)局制定法規(guī)，采用其他方法編輯的植物則繞過了法規(guī)。但一些條例也可能會(huì)發(fā)生改變：在7月，美國白宮啟動(dòng)了一項(xiàng)多年計(jì)劃審查對(duì)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的聯(lián)邦法規(guī)。
如果對(duì)于CRISPR植物的法規(guī)確實(shí)嚴(yán)格，Boch說：“Kim提出的方法是一種很好的方法來規(guī)避某些可能的批評(píng)。"
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