編者按：經過萬余年的選擇性培育，很多野生植物已經充分馴化，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，增加腎結石風險；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……現今，新興的基因編輯技術成為育種新選擇。究竟什么是基因編輯技術？如何讓我們的食品更富有營養、更加安全？還在哪些領域有應用？光明網基因科普團隊邀請到基因科技專家高強博士為網友解疑釋惑。
什么是基因編輯技術？
高強：基因指的是我們人體的細胞，尤其在細胞核里面，所攜帶的一類化學分子。我們把這些化學分子稱為DNA。一段DNA往往是由A、T、C、G四種不同的化學分子串聯起來形成的。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，這個蛋白質會執行一些不同的功能。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，再通過復制粘貼的模式，把我們所想要實現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。這樣的話從而實現基因分子改造的一個目的。簡單來講就是通過化學的剪刀和化學的膠水，能夠用化學的原料把原有的一些基因上面的區段進行刪除、粘貼或者是替換。只不過這些過程中所采用的工具，都是由生物學上一些常見的，或者是能夠改造一些蛋白質的酶類或者一些具體的化合物的原料而已。
基因編輯技術如何改造食品？
高強：根據現有的報道，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，它已經上市。美國和各國的科學家目前已經實現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入大家的餐桌。不過，短時間來看，還是以在實驗室里面進行科研為主，還沒有進入到一個大規模的產業化階段。
我們之所以進行基因編輯，其實更多還是想通過基因編輯的手段，對我們所關注的物種或者是材料進行一定的改造。那基因編輯，剛才講到就是我們找到一個靶標或者是靶點，這個靶點往往會決定了一個或多個的生物學的性格或者是性能，那么我們才對它進行一定的改造。舉個例子說，美國科學家做的番茄的一個基因編輯，主要目的是通過控制調整了一個跟番茄分枝和結果相關的基因，通過對這個基因進行編輯，實際上是使這個番茄在產生果實的時候，它的分枝會更少，會集中的往少量的果實里面來進行一個營養的運輸，這樣就會造成最終產生的這個番茄是又大營養又豐富，就是綜合營養價值會更高，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計的一個目標。像基因編輯的蘑菇，它其實更多的是避免這個蘑菇進行褐化。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。
根據不同的研究目標來看的話，其實都可以進行相應的改造。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，定向地來進行設計和加工，達到我們所預期產出的一個食品材料出來。所以從這種情況來講的話，基因編輯可以實現我們的定制化的一個食材的一個生產。
基因編輯和轉基因有什么區別?
高強：廣義上來講的話，所有涉及到跟基因交流相關的，都可以稱之為轉基因。一般老百姓們所聽到或認知到的轉基因，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”是通過一些生物學的手段把它導入進去或者插入進去的。這樣來講的話，轉基因，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，這有點類似于轉基因。基因編輯，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。當然從技術上來講的話，這是代表了生物學上的兩種不同的技術，不能說它們到底哪一個更好，或者是哪個有問題。因為技術本身都是雙刃劍，主要看怎么去使用它。不過，就目前來說，基因編輯比轉基因適用性會更廣一些，因為它的靈活度比轉基因要高很多。
目前基因編輯有哪些應用?
高強：大家比較關注的其實還是在人的疾病模型的構建上面。人的很多疾病研究，往往都是從動物上面來進行開展，像小鼠模型。動物實驗的可靠性或者結果，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行。基因編輯目前在動物模型的構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，都可以來設計編制相應的動物模型，這樣有助于化學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的艾滋病病毒，從而達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可和認知，這樣將來才會在生活當中發揮更大的作用。
出 品：科普中國
監 制：中國農業生物技術學會 光明網科普事業部
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