在剛剛過(guò)去的這個(gè)秋天，全球生物技術(shù)巨頭孟山都在與德國(guó)制藥和農(nóng)化公司拜耳“聯(lián)姻”之后，又向全世界拋出了一枚“重磅炸彈”——孟山都宣布，他們獲得了哈佛大學(xué)—麻省理工學(xué)院Broad研究所CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)的授權(quán)，將應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行農(nóng)作物育種。
消息一出，可謂眾說(shuō)紛紜，喜憂參半。CRISPR基因編輯作物究竟會(huì)為世界帶來(lái)什么？是農(nóng)業(yè)與生態(tài)的無(wú)限前景，還是安全與道德的雙重隱患，成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。
大顯神通
今年9月剛剛被拜耳公司并購(gòu)的孟山都，可謂是轉(zhuǎn)基因生物領(lǐng)域當(dāng)之無(wú)愧的領(lǐng)導(dǎo)者。
成立于1901年的孟山都最初本是一家生產(chǎn)糖精的公司。之后，孟山都在化肥、作物保護(hù)以及植物遺傳學(xué)上取得突破，開(kāi)辟了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新之路。20世紀(jì)90年代，孟山都開(kāi)始在全球推廣轉(zhuǎn)基因玉米、大豆、油菜以及其它轉(zhuǎn)基因作物。
20多年來(lái)，伴隨著有關(guān)安全與道德層面的爭(zhēng)議，轉(zhuǎn)基因作物的發(fā)展之路雖不平坦，但卻一直保持前進(jìn)。然而，就在此刻，孟山都卻似乎準(zhǔn)備要“拋棄”幾十年的轉(zhuǎn)基因技術(shù)，而轉(zhuǎn)向CRISPR基因編輯技術(shù)。
自2013年被發(fā)明以來(lái)，CRISPR技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)大而驚人的力量，并成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。但其實(shí)這項(xiàng)革新技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也有廣闊的潛力——其被認(rèn)為不僅可以增加作物產(chǎn)量、降低化學(xué)農(nóng)藥的使用，還可以使作物耐受因全球變暖而頻繁出現(xiàn)的干旱。
雖然Broad研究所已經(jīng)頒發(fā)了10余個(gè)商業(yè)應(yīng)用CRISPR技術(shù)的許可證給企業(yè)，但卻是首次授權(quán)CRISPR技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。
在孟山都負(fù)責(zé)生物技術(shù)研究的Tom Adams看來(lái)，與已經(jīng)發(fā)展了幾十年的轉(zhuǎn)基因技術(shù)相比，CRISPR技術(shù)的力量更為驚人。轉(zhuǎn)基因技術(shù)引入的外源基因在農(nóng)作物基因組中的位點(diǎn)太過(guò)隨機(jī)，使得大部分基因插入后并不能滿足想要的預(yù)期，因而獲得某個(gè)優(yōu)良特性往往需要經(jīng)過(guò)多年培育。“但CRISPR能靶向想要獲得的任何特性，而且這個(gè)特性還能可靠地傳遞到下幾代。”
另外，Adams還表示，轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育的物種“仍攜帶原有基因”，其具有“剎車(chē)”的作用，可能會(huì)隨時(shí)終止新特性的表達(dá)；而用CRISPR技術(shù)改變基因，使植物耐受疾病與害蟲(chóng)的能力變得更強(qiáng)之后，原有的非耐蟲(chóng)害等基因已經(jīng)不復(fù)存在，這如同修正了一個(gè)錯(cuò)誤。
換句話說(shuō)，CRISPR技術(shù)更為精準(zhǔn)和高效，對(duì)農(nóng)作物性狀的改良也更加有的放矢。這也讓科學(xué)家有了更大的探索空間，允許他們將目標(biāo)轉(zhuǎn)向消費(fèi)者所關(guān)心的性狀，研發(fā)出更健康、更安全的食品。
附加限制
考慮到CRISPR技術(shù)驚人的“威力”以及可能擴(kuò)散蔓延的公眾恐慌，Broad研究所在與孟山都的合作中提出了多項(xiàng)限制條件，以確保這項(xiàng)技術(shù)被安全地使用。
其中最為主要的一條限制，就是孟山都在商業(yè)化中不能使用CRISPR技術(shù)進(jìn)行“基因驅(qū)動(dòng)”研究。
所謂基因驅(qū)動(dòng)，是說(shuō)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物獲得的特性能夠一代代遺傳下去，經(jīng)過(guò)幾代更替，新基因就會(huì)在所有作物中存在。由于CRISPR技術(shù)可以改變正常的基因，將特定的特性遺傳給后代，因而就有可能給生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)未知的威脅。對(duì)此，美國(guó)全國(guó)研究委員會(huì)也曾在報(bào)告中提出了警告。
“就如同生物醫(yī)學(xué)，基因編輯技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也帶來(lái)了人們對(duì)重要的安全與道德問(wèn)題的擔(dān)憂。”Broad研究所首席商務(wù)官I(mǎi)ssi Rozen在一篇博客文章中這樣寫(xiě)道。
事實(shí)上，Broad研究所對(duì)于此次將CRISPR技術(shù)授權(quán)給孟山都用于作物育種擔(dān)心頗多，所提出的附加限制也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止一個(gè)。比如，Broad研究所還要求，孟山都不得用這一技術(shù)培育“終結(jié)者”種子——即那些不能繁育后代的種子。
Broad研究所的這一擔(dān)憂并非沒(méi)有道理。在這種情況中，基因編輯過(guò)的作物無(wú)法生產(chǎn)可供繁殖的種子，這便使得種子失去繁育下代的能力，農(nóng)民就不得不每年購(gòu)買(mǎi)種子，從而加重經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。相反，種子公司卻可以從中謀取暴利。目前依據(jù)現(xiàn)有規(guī)定，這類(lèi)不能繁育后代的種子是不能用于商業(yè)推廣的，聯(lián)合國(guó)《生物多樣性公約》也建議人們不要研發(fā)這樣的種子。
這份許可還規(guī)定，孟山都不能運(yùn)用這一技術(shù)改良煙草等威脅人類(lèi)健康的物種。因?yàn)榛蚓庉嫾夹g(shù)可能會(huì)使這些作物更能耐受極端氣溫和蟲(chóng)害，從而使得有害作物的產(chǎn)量大大提升。
值得一提的是，Broad研究所的這次授權(quán)并不是獨(dú)家的。也就是說(shuō)，Broad研究所仍可將專(zhuān)利授權(quán)給其它種子公司。
無(wú)需監(jiān)管？
CRISPR技術(shù)吸引種子公司的另外一個(gè)原因，則在于美國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)其“網(wǎng)開(kāi)一面”的態(tài)度。
4月，美國(guó)農(nóng)業(yè)部致信賓夕法尼亞州立大學(xué)的教授楊亦農(nóng)，稱(chēng)他所培育的CRISPR基因編輯白蘑菇不會(huì)受到該機(jī)構(gòu)的監(jiān)管，從而使這種蘑菇成為第一個(gè)脫離管控的CRISPR生物。
無(wú)獨(dú)有偶。5天后，美國(guó)種業(yè)巨頭杜邦先鋒公司雄心勃勃地宣布，它的第一個(gè)CRISPR玉米也剛剛獲得美國(guó)農(nóng)業(yè)部的放行。
相較于對(duì)轉(zhuǎn)基因作物的“百般刁難”，美國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)基因編輯作物的態(tài)度實(shí)在“溫和”了不止一點(diǎn)點(diǎn)。
對(duì)此，美國(guó)農(nóng)業(yè)部方面解釋稱(chēng)，由于CRISPR技術(shù)并未引入其它生物的外源基因，而是在生物自身基因組上進(jìn)行改造，通過(guò)敲除幾個(gè)堿基對(duì)或者一段DNA序列，讓作物獲得優(yōu)良性狀。因此，CRISPR技術(shù)改良后的作物并不需要如同轉(zhuǎn)基因作物一般被嚴(yán)格監(jiān)管。
雖然監(jiān)管機(jī)構(gòu)放行，但是這項(xiàng)新技術(shù)還是引發(fā)了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)反對(duì)者們的擔(dān)憂。
“我們并不滿意現(xiàn)存的監(jiān)管方式。”致力于健康食品和潔凈水源的非盈利機(jī)構(gòu)——食品與水資源觀察組織助理總監(jiān)Patty Lovera表示。
Lovera認(rèn)為，CRISPR技術(shù)改良后的作物可能與現(xiàn)存的轉(zhuǎn)基因作物一樣，“具有相似的安全隱患”，“我們可以理解支持者口中的‘基因編輯技術(shù)如此精準(zhǔn)，并不會(huì)帶來(lái)其它影響’的說(shuō)法，但是我們不確定我們具備了解錯(cuò)綜復(fù)雜的生化過(guò)程的知識(shí)水平”。
對(duì)于各界的擔(dān)憂，Adams表示，基因驅(qū)動(dòng)和“終結(jié)者”種子并不是孟山都通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)想去做的事情，雖然他們認(rèn)同基因驅(qū)動(dòng)是一個(gè)好東西，并預(yù)見(jiàn)它有很大的潛能，但不會(huì)在當(dāng)下推進(jìn)，“直到我們知道如何掌控它”。
目前，其它幾家公司對(duì)于研發(fā)基因編輯作物的熱情也十分高漲。
Cellectis公司位于美國(guó)明尼蘇達(dá)州的子公司Calyxt，就通過(guò)CRISPR-Cas9技術(shù)的“前輩”——TALEN基因編輯技術(shù)，開(kāi)發(fā)了一系列基因編輯作物。其中包括含有較少面筋的小麥品種，單不飽和脂肪酸含量與橄欖油、菜籽油相當(dāng)?shù)�、更健康的大豆品種，還有在煎炸過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生致癌物丙烯酰胺的土豆品種。但截至目前，Calyxt還沒(méi)有與任何種子公司建立合作關(guān)系。
另外，杜邦先鋒公司也開(kāi)始了與Caribou生物科學(xué)公司的合作，共同致力于基因編輯玉米與小麥在耐旱性以及其它特性方面的研究。但杜邦先鋒公司發(fā)言人表示，對(duì)于這份協(xié)議是否允許杜邦使用CRISPR技術(shù)進(jìn)行基因驅(qū)動(dòng)研究“無(wú)可奉告”。
不得不提到的一點(diǎn)是，Caribou生物科學(xué)公司是加州大學(xué)伯克利分校與CRISPR基因編輯技術(shù)先驅(qū)Jennifer Doudna共同創(chuàng)立的。而目前，Caribou公司正與Broad研究所因CRISPR基因編輯技術(shù)的專(zhuān)利權(quán)爭(zhēng)奪而“對(duì)簿公堂”�！�