在剛剛過去的這個秋天，全球生物技術(shù)巨頭孟山都在與德國制藥和農(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—麻省理工學院Broad研究所CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)的授權(quán)，將應用這項技術(shù)進行農(nóng)作物育種。
消息一出，可謂眾說紛紜，喜憂參半。CRISPR基因編輯作物究竟會為世界帶來什么？是農(nóng)業(yè)與生態(tài)的無限前景，還是安全與道德的雙重隱患，成為了人們關(guān)注的焦點。
大顯神通
今年9月剛剛被拜耳公司并購的孟山都，可謂是轉(zhuǎn)基因生物領(lǐng)域當之無愧的領(lǐng)導者。
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、作物保護以及植物遺傳學上取得突破，開辟了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新之路。20世紀90年代，孟山都開始在全球推廣轉(zhuǎn)基因玉米、大豆、油菜以及其它轉(zhuǎn)基因作物。
20多年來，伴隨著有關(guān)安全與道德層面的爭議，轉(zhuǎn)基因作物的發(fā)展之路雖不平坦，但卻一直保持前進。然而，就在此刻，孟山都卻似乎準備要“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，CRISPR技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)學領(lǐng)域展現(xiàn)出強大而驚人的力量，并成功實現(xiàn)商業(yè)化。但其實這項革新技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也有廣闊的潛力——其被認為不僅可以增加作物產(chǎn)量、降低化學農(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余個商業(yè)應用CRISPR技術(shù)的許可證給企業(yè)，但卻是首次授權(quán)CRISPR技術(shù)應用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。
在孟山都負責生物技術(shù)研究的Tom Adams看來，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太過隨機，使得大部分基因插入后并不能滿足想要的預期，因而獲得某個優(yōu)良特性往往需要經(jīng)過多年培育。“但CRISPR能靶向想要獲得的任何特性，而且這個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”的作用，可能會隨時終止新特性的表達；而用CRISPR技術(shù)改變基因，使植物耐受疾病與害蟲的能力變得更強之后，原有的非耐蟲害等基因已經(jīng)不復存在，這如同修正了一個錯誤。
換句話說，CRISPR技術(shù)更為精準和高效，對農(nóng)作物性狀的改良也更加有的放矢。這也讓科學家有了更大的探索空間，允許他們將目標轉(zhuǎn)向消費者所關(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限制條件，以確保這項技術(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)進行“基因驅(qū)動”研究。
所謂基因驅(qū)動，是說轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物獲得的特性能夠一代代遺傳下去，經(jīng)過幾代更替，新基因就會在所有作物中存在。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)帶來未知的威脅。對此，美國全國研究委員會也曾在報告中提出了警告。
“就如同生物醫(yī)學，基因編輯技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應用也帶來了人們對重要的安全與道德問題的擔憂。”Broad研究所首席商務(wù)官Issi Rozen在一篇博客文章中這樣寫道。
事實上，Broad研究所對于此次將CRISPR技術(shù)授權(quán)給孟山都用于作物育種擔心頗多，所提出的附加限制也遠遠不止一個。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研究所的這一擔憂并非沒有道理。在這種情況中，基因編輯過的作物無法生產(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)民就不得不每年購買種子，從而加重經(jīng)濟負擔。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，這類不能繁育后代的種子是不能用于商業(yè)推廣的，聯(lián)合國《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，孟山都不能運用這一技術(shù)改良煙草等威脅人類健康的物種。因為基因編輯技術(shù)可能會使這些作物更能耐受極端氣溫和蟲害，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)并不是獨家的。也就是說，Broad研究所仍可將專利授權(quán)給其它種子公司。
無需監(jiān)管？
CRISPR技術(shù)吸引種子公司的另外一個原因，則在于美國監(jiān)管機構(gòu)對其“網(wǎng)開一面”的態(tài)度。
4月，美國農(nóng)業(yè)部致信賓夕法尼亞州立大學的教授楊亦農(nóng)，稱他所培育的CRISPR基因編輯白蘑菇不會受到該機構(gòu)的監(jiān)管，從而使這種蘑菇成為第一個脫離管控的CRISPR生物。
無獨有偶。5天后，美國種業(yè)巨頭杜邦先鋒公司雄心勃勃地宣布，它的第一個CRISPR玉米也剛剛獲得美國農(nóng)業(yè)部的放行。
相較于對轉(zhuǎn)基因作物的“百般刁難”，美國監(jiān)管機構(gòu)對基因編輯作物的態(tài)度實在“溫和”了不止一點點。
對此，美國農(nóng)業(yè)部方面解釋稱，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行改造，通過敲除幾個堿基對或者一段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)基因作物一般被嚴格監(jiān)管。
雖然監(jiān)管機構(gòu)放行，但是這項新技術(shù)還是引發(fā)了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)反對者們的擔憂。
“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構(gòu)——食品與水資源觀察組織助理總監(jiān)Patty Lovera表示。
Lovera認為，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，并不會帶來其它影響’的說法，但是我們不確定我們具備了解錯綜復雜的生化過程的知識水平”。
對于各界的擔憂，Adams表示，基因驅(qū)動和“終結(jié)者”種子并不是孟山都通過這項技術(shù)想去做的事情，雖然他們認同基因驅(qū)動是一個好東西，并預見它有很大的潛能，但不會在當下推進，“直到我們知道如何掌控它”。
目前，其它幾家公司對于研發(fā)基因編輯作物的熱情也十分高漲。
Cellectis公司位于美國明尼蘇達州的子公司Calyxt，就通過CRISPR-Cas9技術(shù)的“前輩”——TALEN基因編輯技術(shù)，開發(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?shù)�、更健康的大豆品種，還有在煎炸過程中不會產(chǎn)生致癌物丙烯酰胺的土豆品種。但截至目前，Calyxt還沒有與任何種子公司建立合作關(guān)系。
另外，杜邦先鋒公司也開始了與Caribou生物科學公司的合作，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，對于這份協(xié)議是否允許杜邦使用CRISPR技術(shù)進行基因驅(qū)動研究“無可奉告”。
不得不提到的一點是，Caribou生物科學公司是加州大學伯克利分校與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)的專利權(quán)爭奪而“對簿公堂”�！�