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，或許就能夠在改造植物基因組的同時避開國家的生物安全法規(guī)。
植物科學家們迅速地采納了廣受歡迎的CRISPR/Cas9技術來開展實驗，這一技術利用了一種叫做Cas9的酶，在兩條RNA鏈的引導下切割基因組中的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片段導入到植物基因組中。首爾國立大學的遺傳學家Jin-Soo Kim說，歐盟等一些管轄區(qū)域有可能會決定將這樣的植物歸為轉基因生物(GMOs)——這使得監(jiān)管部門在接受它們時面對著*的爭議。
Kim和他的研究小組改進了這一技術，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，構建出Kim和同事們認為“有可能規(guī)避當前GMO法規(guī)"的植物。
Kim說：“就科學而言，我們的方法只是基因組編輯領域的又一個進步。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送編碼Cas9酶的基因到植物細胞中來讓CRISPR/Cas9起作用。他們將這一基因?qū)氲揭粋€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。他們報告了一種方法在植物外組裝Cas9酶和它的導向RNA序列，并利用溶液讓生成的蛋白質(zhì)復合物進入到植物中。這一技術能夠有效發(fā)揮作用敲除煙草、水稻、萵苣和擬南芥中的所選基因。
日本北海道大學生物倫理學家Tetsuya Ishii說：“我認為這是植物科學一個里程碑式的研究工作。"
Kim希望利用這一技術來編輯香蕉；的香蕉品種——卡文迪什香蕉一直在努力對抗一種破壞性的土壤真菌，有可能會滅絕?？梢圆捎没蚓庉媮砬贸暨@一真菌利用來侵入細胞的受體。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)
其他的科學家們近期采用不同的基因組編輯技術獲得了一些類似的結果。愛荷華州立大學植物生物技術風險分析專家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合物導入到了植物中；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工具——盡管許多研究人員認為相比于其他工具，CRISPR更便宜、更易于使用。
德國馬丁路德?哈勒維騰貝格大學植物遺傳學家Jens Boch曾幫助開發(fā)TALEN，他認為這種避開土壤農(nóng)桿菌的方案并非必要。當植物有性生殖時，它們的基因會重新混合，因此生成的一些后代不會有這一細菌的DNA；培育這些無土壤農(nóng)桿菌的植物應該會讓管控者讓步?！巴寥擂r(nóng)桿菌只是很容易利用而已，這將成為一個選擇方法。我不認為植物育種者將會使用Kim的方法。但Kim表示諸如香蕉一類的植物不進行有性生殖，因此在土壤農(nóng)桿菌基因駐入到它們的基因組中時將無法擺脫它。
目前還不清楚監(jiān)管當局對CRISPR編輯植物持何立場。歐盟當前正在談論有關這一技術的法規(guī)，可以想象即便這些植物沒有外源基因還是會將它們歸類為GMOs。
在美國，采用土壤農(nóng)桿菌編輯植物當前觸動了美國動植物衛(wèi)生檢驗局制定法規(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發(fā)生改變：在7月，美國白宮啟動了一項多年計劃審查對農(nóng)業(yè)生物技術的聯(lián)邦法規(guī)。
如果對于CRISPR植物的法規(guī)確實嚴格，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。"
