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編者按：經(jīng)過萬余年的選擇性培育，很多野生植物已經(jīng)充分馴化，成為了人類餐桌上的主要食物。但仍然有很多植物沒有實現(xiàn)完全無毒，如，吃花生過敏仍然占人類食品過敏死亡的90%；菠菜、可可等草酸含量仍然較高，增加腎結(jié)石風(fēng)險；扁豆、山藥的茄堿含量仍然較高，必須較長時間加熱才能安全食用……現(xiàn)今，新興的基因編輯技術(shù)成為育種新選擇。究竟什么是基因編輯技術(shù)？如何讓我們的食品更富有營養(yǎng)、更加安全？還在哪些領(lǐng)域有應(yīng)用？光明網(wǎng)基因科普團(tuán)隊邀請到基因科技專家高強(qiáng)博士為網(wǎng)友解疑釋惑。

什么是基因編輯技術(shù)？

高強(qiáng)：基因指的是我們?nèi)梭w的細(xì)胞，尤其在細(xì)胞核里面，所攜帶的一類化學(xué)分子。我們把這些化學(xué)分子稱為DNA。一段DNA往往是由A、T、C、G四種不同的化學(xué)分子串聯(lián)起來形成的。那么不同長度的不同排列順序的這種DNA的分子就被稱為基因。

一般來講每一個基因它可以編碼一個蛋白質(zhì)，這個蛋白質(zhì)會執(zhí)行一些不同的功能。而基因編輯就是我們能夠定點的找到一些想要改變的位點，然后通過我們所能夠后天人工改造的一些酶，把這些原有的這種DNA分子把它剪斷，剪斷之后，再通過復(fù)制粘貼的模式，把我們所想要實現(xiàn)的一個真正基因的排列順序，把它粘貼或者是替換上去，甚至是把原來一段刪除掉。這樣的話從而實現(xiàn)基因分子改造的一個目的。簡單來講就是通過化學(xué)的剪刀和化學(xué)的膠水，能夠用化學(xué)的原料把原有的一些基因上面的區(qū)段進(jìn)行刪除、粘貼或者是替換。只不過這些過程中所采用的工具，都是由生物學(xué)上一些常見的，或者是能夠改造一些蛋白質(zhì)的酶類或者一些具體的化合物的原料而已。

基因編輯技術(shù)如何改造食品？

高強(qiáng)：根據(jù)現(xiàn)有的報道，有一些基因編輯食品的審批在不同的國家獲得了成功。像美國是最早做基因編輯食品的一個國家，它在2015年的時候已經(jīng)審批通過了幾種基因編輯的作物，比如說基因編輯蘑菇，它已經(jīng)上市。美國和各國的科學(xué)家目前已經(jīng)實現(xiàn)了像基因編輯的水稻，基因編輯的西紅柿，以及基因編輯的魚類等。未來來講的話，這些基因編輯食品可能都會進(jìn)入大家的餐桌。不過，短時間來看，還是以在實驗室里面進(jìn)行科研為主，還沒有進(jìn)入到一個大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化階段。

我們之所以進(jìn)行基因編輯，其實更多還是想通過基因編輯的手段，對我們所關(guān)注的物種或者是材料進(jìn)行一定的改造。那基因編輯，剛才講到就是我們找到一個靶標(biāo)或者是靶點，這個靶點往往會決定了一個或多個的生物學(xué)的性格或者是性能，那么我們才對它進(jìn)行一定的改造。舉個例子說，美國科學(xué)家做的番茄的一個基因編輯，主要目的是通過控制調(diào)整了一個跟番茄分枝和結(jié)果相關(guān)的基因，通過對這個基因進(jìn)行編輯，實際上是使這個番茄在產(chǎn)生果實的時候，它的分枝會更少，會集中的往少量的果實里面來進(jìn)行一個營養(yǎng)的運輸，這樣就會造成最終產(chǎn)生的這個番茄是又大營養(yǎng)又豐富，就是綜合營養(yǎng)價值會更高，這樣來講老百姓可能愿意去購買。

所以說，基因編輯的食品或者是材料，往往來講的話，都比原有的那個材料在某些方面性能會更好一些，或者是更符合最開始設(shè)計的一個目標(biāo)。像基因編輯的蘑菇，它其實更多的是避免這個蘑菇進(jìn)行褐化。換句話說，這個蘑菇能夠長時間的保持比較好的原有的色彩，這樣人們在買和吃的時候就會比較喜歡。這個是基因編輯食品和沒有編輯過的食品的一個差別。

根據(jù)不同的研究目標(biāo)來看的話，其實都可以進(jìn)行相應(yīng)的改造。有的人可能喜歡吃酸的，有的人可能喜歡吃甜的，有的人可能喜歡營養(yǎng)價值更全面的，有的人可能是專門需要補充某些單獨的營養(yǎng)元素，如像維生素氨基酸等等，這些都可以把原有的這種食材作為基因編輯的原料，定向地來進(jìn)行設(shè)計和加工，達(dá)到我們所預(yù)期產(chǎn)出的一個食品材料出來。所以從這種情況來講的話，基因編輯可以實現(xiàn)我們的定制化的一個食材的一個生產(chǎn)。

基因編輯和轉(zhuǎn)基因有什么區(qū)別?

高強(qiáng)：廣義上來講的話，所有涉及到跟基因交流相關(guān)的，都可以稱之為轉(zhuǎn)基因。一般老百姓們所聽到或認(rèn)知到的轉(zhuǎn)基因，往往指的是把原本不屬于一個物種的基因拿過來，放到另外一個物種里面去。這種“放”是通過一些生物學(xué)的手段把它導(dǎo)入進(jìn)去或者插入進(jìn)去的。這樣來講的話，轉(zhuǎn)基因，其實在某種程度上是使原有的材料多了一個不屬于它的一個基因。而基因編輯更多就是我們對原有的這個材料進(jìn)行了一定的修改。

打個比方，就比如衣服，如果這個衣服上破了一個洞，我從別的衣服上剪了一塊來，打了一個補丁貼在上面，這有點類似于轉(zhuǎn)基因?；蚓庉?，更多是我拿了一些線針，把這個洞慢慢地編織，再把它織起來。當(dāng)然從技術(shù)上來講的話，這是代表了生物學(xué)上的兩種不同的技術(shù)，不能說它們到底哪一個更好，或者是哪個有問題。因為技術(shù)本身都是雙刃劍，主要看怎么去使用它。不過，就目前來說，基因編輯比轉(zhuǎn)基因適用性會更廣一些，因為它的靈活度比轉(zhuǎn)基因要高很多。

目前基因編輯有哪些應(yīng)用?

高強(qiáng)：大家比較關(guān)注的其實還是在人的疾病模型的構(gòu)建上面。人的很多疾病研究，往往都是從動物上面來進(jìn)行開展，像小鼠模型。動物實驗的可靠性或者結(jié)果，其實有助于人們來判定這些藥物，或者這些治療的方法可不可以在人體上來進(jìn)行?；蚓庉嬆壳霸趧游锬Ｐ偷臉?gòu)建上面其實有很多成功的案例，針對不同的疾病或者不同的靶點，都可以來設(shè)計編制相應(yīng)的動物模型，這樣有助于化學(xué)藥物的一個測試或者是基因療法的一些測試。此前也有報道說，通過基因編輯的方法可以成功的消除艾滋病患者體內(nèi)的艾滋病病毒，從而達(dá)到治愈艾滋病的作用。

所以，從這個角度來講，基因編輯在人體上也是具備了這種成功應(yīng)用的可能性的，只是說基因編輯用在人體上面需要更多的試驗，并且還需要公眾更多的一個認(rèn)可和認(rèn)知，這樣將來才會在生活當(dāng)中發(fā)揮更大的作用。